清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Mechanics of regulatable hydrogel adhesion with elastic heterogeneity

韧性 材料科学 粘附 有限元法 表面能 弹性能 复合材料 机械 可伸缩电子设备 纳米技术 机械工程 计算机科学 结构工程 数码产品 化学 物理 工程类 热力学 物理化学
作者
Heng Zhu,Tenghao Yin,Xiaocheng Hu,Binhong Liu,Honghui Yu,Zhe Chen,Shaoxing Qu,Wei Yang
出处
期刊:Journal of The Mechanics and Physics of Solids [Elsevier BV]
卷期号:175: 105304-105304 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.jmps.2023.105304
摘要

Hydrogel adhesion regulation remains a key challenge in applications of stretchable electronics, tissue engineering, and soft robotics. Whereas existing strategies are focused on enhancing adhesion, the underlying mechanics of on-demand mechanical regulation from adhesion promotion to adhesion reduction receives insufficient attention. We propose an effective method to manipulate the energy process zone near the crack front by invoking periodic elastic heterogeneity, whose adhesion toughness exhibits high dependence on the periodic structures and peeling direction. Without modifying surface chemistry, the adhesion of heterogeneous interfaces implemented by 3D printing can enhance peak force by 6-fold or weaken interfacial toughness to 1/30, as compared to the case of a homogeneous interface. Based on a variational principle, analytical formulations and finite element simulations are performed to quantify the heterogeneous behaviors. The analysis captures the instability phenomenon and predicts the maximum peel force. Combined experimental, theoretical, and finite element results demonstrate the effects of geometric parameters and peeling directions on the overall adhesion toughness. This data elucidates an energy storage mechanism, namely that the discrete elastic ligaments free of lateral constraints could enable the interface to accommodate large stretching and store intensified strain energy. The results also indicate the necessity and significance of peeling directions. The work provides a design guideline for on-demand enhancement and detachment in hydrogel interface applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
Wang发布了新的文献求助10
4秒前
幽默滑板完成签到 ,获得积分10
7秒前
可爱可愁完成签到,获得积分10
11秒前
ok123完成签到 ,获得积分0
12秒前
16秒前
lll发布了新的文献求助10
21秒前
hyd1640完成签到,获得积分10
25秒前
shiyi0709完成签到,获得积分10
25秒前
timesever完成签到,获得积分10
46秒前
千帆破浪完成签到 ,获得积分10
47秒前
波澜不惊完成签到,获得积分10
59秒前
英姑应助科研强采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
桔梗完成签到 ,获得积分10
1分钟前
arniu2008发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
田田完成签到 ,获得积分10
1分钟前
gg完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研强发布了新的文献求助10
1分钟前
Mercury完成签到 ,获得积分10
1分钟前
李新颖完成签到 ,获得积分10
1分钟前
曈曦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
LHL完成签到,获得积分10
1分钟前
科研强完成签到,获得积分10
1分钟前
nlyk完成签到,获得积分10
1分钟前
旺旺完成签到,获得积分10
1分钟前
jyjy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Jackcaosky完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hongxuezhi完成签到,获得积分10
1分钟前
Wang发布了新的文献求助10
1分钟前
宇文雨文完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Peter完成签到 ,获得积分10
2分钟前
jinxli完成签到 ,获得积分10
2分钟前
ztl完成签到 ,获得积分10
2分钟前
阿臭der完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Kao应助勤恳绝施采纳,获得10
2分钟前
隐形曼青应助勤恳绝施采纳,获得10
2分钟前
种下梧桐树完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7290546
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8909727
关于积分的说明 18857025
捐赠科研通 6957944
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3209151
关于科研通互助平台的介绍 2378917
邀请新用户注册赠送积分活动 2184884