Stretchable hydrogels with low hysteresis and anti-fatigue fracture based on polyprotein cross-linkers

自愈水凝胶 材料科学 磁滞 韧性 断裂韧性 复合材料 弹性(物理) 断裂力学 纳米技术 高分子化学 物理 量子力学
作者
Hai Lei,Liang Dong,Ying Li,Jun‐Sheng Zhang,Huiyan Chen,Junhua Wu,Yu Zhang,Qiyang Fan,Bin Xue,Meng Qin,Bin Chen,Yi Cao,Wei Wang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:11 (1): 4032-4032 被引量:253
标识
DOI:10.1038/s41467-020-17877-z
摘要

Abstract Hydrogel-based devices are widely used as flexible electronics, biosensors, soft robots, and intelligent human-machine interfaces. In these applications, high stretchability, low hysteresis, and anti-fatigue fracture are essential but can be rarely met in the same hydrogels simultaneously. Here, we demonstrate a hydrogel design using tandem-repeat proteins as the cross-linkers and random coiled polymers as the percolating network. Such a design allows the polyprotein cross-linkers only to experience considerable forces at the fracture zone and unfold to prevent crack propagation. Thus, we are able to decouple the hysteresis-toughness correlation and create hydrogels of high stretchability (~1100%), low hysteresis (< 5%), and high fracture toughness (~900 J m −2 ). Moreover, the hydrogels show a high fatigue threshold of ~126 J m −2 and can undergo 5000 load-unload cycles up to 500% strain without noticeable mechanical changes. Our study provides a general route to decouple network elasticity and local mechanical response in synthetic hydrogels.
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
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
刚刚
传奇3应助可耐的尔烟采纳,获得10
2秒前
Perrylin718发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
嘻嘻哈哈发布了新的文献求助170
4秒前
青衣完成签到,获得积分10
4秒前
大力的冬萱应助如意蚂蚁采纳,获得20
5秒前
大头欢欢发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
土豆丝发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
cdercder应助闾丘剑封采纳,获得10
8秒前
超越俗尘完成签到,获得积分10
9秒前
zdk_123完成签到,获得积分10
9秒前
科研欣路完成签到 ,获得积分10
9秒前
weiyayayayayaya完成签到,获得积分10
10秒前
可耐的尔烟完成签到,获得积分20
10秒前
包谷冬完成签到 ,获得积分0
11秒前
过时的广山完成签到 ,获得积分10
11秒前
居然是我完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Lancelot完成签到,获得积分10
13秒前
尔安完成签到,获得积分10
13秒前
joxes完成签到,获得积分10
13秒前
成就鑫完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
青桔完成签到,获得积分10
14秒前
wanci应助圆脸的空间啊采纳,获得10
14秒前
出水芙蓉完成签到,获得积分10
15秒前
科研通AI2S应助kingyuan采纳,获得30
16秒前
dinglingling完成签到 ,获得积分10
17秒前
keyring完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
布布完成签到,获得积分10
19秒前
Davey1220完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
lihua发布了新的文献求助10
22秒前
鲲鹏完成签到 ,获得积分10
24秒前
汉堡包应助拱野猪的菜采纳,获得10
24秒前
kaka091完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
(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
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Radical Reactions 500
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 7355588
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8966484
关于积分的说明 19049089
捐赠科研通 7003205
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3222100
关于科研通互助平台的介绍 2386384
邀请新用户注册赠送积分活动 2202701