浙江大学 曲绍兴教授 Nat. Commun：通过松散交联和致密脱水诱导缠结实现强韧抗疲劳水凝胶的策略

出色的整体机械性能是水凝胶成功应用于人机界面和软机器人等先进领域的关键。然而，传统的水凝胶存在断裂韧性-刚度冲突和疲劳阈值-刚度冲突，限制了其适用性。事实证明，同时增强水凝胶的断裂韧性、疲劳阈值和刚度，尤其是在同质单一网络结构中增强其断裂韧性、疲劳阈值和刚度，是一项艰巨的挑战。在这项工作中，我们通过设计一种轻微脱水的松散交联水凝胶来克服这一挑战。实验结果表明，原始/当前含水量为87%/70%的轻微脱水、松散交联聚丙烯酰胺水凝胶具有更好的机械性能，这主要归功于长链结构与密集脱水引起的缠结之间的协同作用。重要的是，创建这些微结构不需要复杂的设计或加工。这种简单的方法对于需要优异抗断裂和抗疲劳性能的水凝胶应用具有巨大的潜力。

图文简介

同时提高单一网络水凝胶的断裂韧性、疲劳阈值和刚度是一项挑战

水凝胶中的缠结示意图

准静态名义应力-拉伸比曲线和模量

水凝胶的断裂和能量耗散

轻微脱水Lc水凝胶的抗疲劳性

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