Bioinspired Ultra Tear-Resistant Elastomer with a Slidable Double-Network Structure

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作者
Junfeng Feng,Zhihui Chen,Shuting Fan,Luping Yu,Min Tan,Li-Guo Liao,Bang‐Jing Li,Sheng Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (27): 31424-31434 被引量:9
标识
DOI:10.1021/acsami.2c07202
摘要

Tear resistance is of vital importance in the fabrication and application of synthetic soft materials. However, the paradox of simultaneously improving the tearing energy and elasticity remains a huge challenge for conventional approaches. Here, inspired by the skin, we successfully constructed an extraordinary tear-resistant, superelastic elastomer by the introduction of nanosized polycyclodextrin into the elastomer network to form a slidable interpenetrate double network structure. The tearing energy of the SDEP elastomer is up to 274 KJ/m2, which is comparable to metals and alloys and increased more than 100 times compared with the chemically cross-linked elastomer. The fracture strain exceeded 3300%, which is hardly achieved by other materials with high tearing energy. This comprehensive improvement of antitearing and super elasticity property was achieved by (i) a slide ring effect to dissipate energy and blunt a crack tip; (ii) straightening and reorientation of the slidable double network to deflect the advancing of a crack tip; (iii) a double network sharing the load. These results provide a novel strategy to fabricate elastic, tear-resistant soft material, which may contribute to the practical application as tear-resistant flexible electronics and irregular-shaped stretchable devices.
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