Multiscale mechanical properties and enhancement mechanism of cellulose-composited hydrogels

自愈水凝胶 纤维素 机制(生物学) 材料科学 化学工程 高分子科学 复合材料 化学 高分子化学 工程类 物理 量子力学
作者
Na Li,Shaojun Qi,Laura Buccoli,Pablo Del Pozo Lorenzale,Roxana Guillén De La Cruz,Adrian L. Harris,Zhenyu J. Zhang
出处
期刊:Carbohydrate Polymers [Elsevier BV]
卷期号:357: 123421-123421 被引量:17
标识
DOI:10.1016/j.carbpol.2025.123421
摘要

We prepared cellulose-composited ionic-covalent entanglement (ICE) network gelatin methacrylate/alginate (G/A) hydrogels using microfibrillated cellulose (MFC) and nanofibrillated cellulose (NFC), of which the mechanical properties were evaluated at two different length scales. Macro-compression shows that cellulose improves the toughness, compression resistance, and Young's moduli of ICE hydrogels, attributed to the synergistic interaction between the cellulose fiber network and ICE due to hydrogen bonding. Pure MFC (363.43 kPa) or NFC (325.75 kPa) alone, compared to a blend of the two with varied contents (261.5-288.5 kPa), displays a more pronounced improvement in the Young's moduli of ICE hydrogels, because homogeneous fiber networks enhance the structural integrity of the system. Micro-indentation reveals that hydrogen bonds between cellulose and ICE weaken the time-dependent deformation of cellulose-composited ICE hydrogel. Mapping of Young's modulus and hardness distribution of the hydrogel suggests that there are three forms of enhancement within cellulose-composited ICE hydrogel: cellulose fiber networks, ICE synergistic network, and synergies between cellulose fiber network and ICE. Creep results highlight that the excellent confinement effect of MFC contributes to creep resistance of cellulose-composited ICE hydrogels. In conclusion, the multiscale characterization unravels the mechanical reinforcing mechanisms of cellulose fibres in ICE hydrogels, which demonstrates the possible strategies for improving the mechanical properties of 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
balance完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
枕小路完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
荧光绿土豆泥完成签到 ,获得积分10
1秒前
hebishan完成签到,获得积分10
1秒前
Shawn发布了新的文献求助10
2秒前
焱焱发布了新的文献求助10
2秒前
殷勤的紫槐应助认真路灯采纳,获得200
2秒前
2秒前
caihong1完成签到,获得积分10
2秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
3秒前
hanxi完成签到,获得积分10
3秒前
yanjia完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
balance发布了新的文献求助10
4秒前
yang发布了新的文献求助10
4秒前
哆啦A梦发布了新的文献求助10
4秒前
rico发布了新的文献求助10
4秒前
负责雪莲发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
端庄千山完成签到 ,获得积分10
5秒前
吗喽发布了新的文献求助10
5秒前
大模型应助漂亮幻莲采纳,获得10
5秒前
海棠发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
1nooooo完成签到 ,获得积分10
6秒前
科研通AI6.4应助北木采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
tyr完成签到,获得积分10
7秒前
喵咪西西完成签到,获得积分10
7秒前
不安乐菱发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
柔之发布了新的文献求助10
8秒前
Litf完成签到,获得积分10
8秒前
聪明短靴完成签到,获得积分10
8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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
17α-Methyltestosterone Immersion Induces Sex Reversal in Female Mandarin Fish (Siniperca Chuatsi) 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6367559
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8181496
关于积分的说明 17253065
捐赠科研通 5422525
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2868866
邀请新用户注册赠送积分活动 1845874
关于科研通互助平台的介绍 1693377