Instant Thermal Switching from Soft Hydrogel to Rigid Plastics Inspired by Thermophile Proteins

材料科学 自愈水凝胶 聚合物 韧性 玻璃化转变 化学工程 离子键合 疏水效应 热稳定性 丙烯酸 混溶性 复合材料 高分子化学 共聚物 有机化学 离子 化学 工程类
作者
Takayuki Nonoyama,Yong Woo Lee,Kumi Ota,K. Fujioka,Wei Hong,Jian Ping Gong
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:32 (4): e1905878-e1905878 被引量:189
标识
DOI:10.1002/adma.201905878
摘要

Abstract Proteins of thermophiles are thermally stable in a high‐temperature environment, adopting a strategy of enhancing the electrostatic interaction in hydrophobic media at high temperature. Herein, inspired by the molecular mechanism of thermally stable proteins, the synthesis of novel polymer materials that undergo ultrarapid, isochoric, and reversible switching from soft hydrogels to rigid plastics at elevated temperature is reported. The materials are developed from versatile, inexpensive, and nontoxic poly(acrylic acid) hydrogels containing calcium acetate. By the cooperative effects of hydrophobic interaction and ionic interaction, the hydrogels undergo significant spinodal decomposition and subsequent rubbery‐to‐glassy transition when heated to an elevated temperature. As a result, the gels exhibit super‐rapid and significant hikes in stiffness, strength, and toughness by up to 1800‐, 80‐, and 20‐folds, respectively, when the temperature is raised from 25 to 70 °C, while the volumes of the gels are almost unchanged. As a potential application, the performance of the materials as athletic protective gear is demonstrated. This work provides a pathway for developing thermally stiffened materials and may significantly broaden the scope of polymer applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Owen应助DD采纳,获得10
刚刚
忧郁含海完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
pianoboy完成签到,获得积分10
1秒前
舒适新梅发布了新的文献求助10
2秒前
桐桐应助156156采纳,获得10
2秒前
幸福的怜翠完成签到,获得积分10
3秒前
euphoria发布了新的文献求助10
3秒前
XX完成签到 ,获得积分10
3秒前
科研通AI6应助xcy采纳,获得10
3秒前
3秒前
槑槑完成签到,获得积分10
3秒前
lee发布了新的文献求助10
3秒前
Sean完成签到,获得积分10
4秒前
奶油布丁完成签到,获得积分10
4秒前
时s完成签到,获得积分10
4秒前
沐慕完成签到,获得积分10
4秒前
快乐小狗完成签到,获得积分20
5秒前
合适尔蝶完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
阿媛呐完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
shamy夫妇完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
叶子发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
13831555290完成签到,获得积分10
9秒前
tyZhang完成签到,获得积分10
10秒前
xierwalasi完成签到,获得积分10
10秒前
下次一定完成签到,获得积分10
10秒前
guijiu完成签到,获得积分10
10秒前
qinggui127完成签到 ,获得积分10
11秒前
Nariy完成签到,获得积分10
11秒前
搞怪城发布了新的文献求助10
11秒前
从容雨筠发布了新的文献求助10
12秒前
小猪猪完成签到,获得积分10
13秒前
自觉士萧完成签到,获得积分10
13秒前
认真丹亦完成签到 ,获得积分10
15秒前
大胆帅哥发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
晶体学对称群—如何读懂和应用国际晶体学表 1500
Problem based learning 1000
Constitutional and Administrative Law 1000
Microbially Influenced Corrosion of Materials 500
Die Fliegen der Palaearktischen Region. Familie 64 g: Larvaevorinae (Tachininae). 1975 500
Numerical controlled progressive forming as dieless forming 400
Rural Geographies People, Place and the Countryside 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5388179
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4510159
关于积分的说明 14034562
捐赠科研通 4421062
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2428561
邀请新用户注册赠送积分活动 1421212
关于科研通互助平台的介绍 1400459