Nanoscale Covalent Organic Framework Confinement Enables Ultratough and Hyperelastic Hydrogels Applied as High‐Performance Electrolytes

自愈水凝胶 材料科学 韧性 超弹性材料 纳米尺度 电解质 纳米技术 弹性(物理) 复合材料 储能 聚合 共价键 增韧 变形(气象学) 弹性能 原位聚合 铸造 聚合物 机械强度 化学工程 多尺度建模 纳米颗粒 断裂韧性 金属有机骨架 软质材料
作者
Peiyao Yan,Wei Zhao,Hao Wang,Lili Wu,Yedong Ma,Binting Huang,Haoping Xu,Xueyan Liu,S. Q. Liu,Xin Dong,Xiaoyang Zhang,Wei Zhai,Weiwei Zhang,Lin Xu,Dan Zhao,Chaobin He
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:: e22523-e22523
标识
DOI:10.1002/advs.202522523
摘要

Hydrogels are widely applied in various fields, including energy storage and flexible electronics. However, their mechanical properties often fail to meet the requirements for long-term and repeated deformation and full recovery. Achieving simultaneous improvement in the strength, toughness, and elasticity of hydrogels remains a significant challenge. Here, we report a nanoconfined polymerization strategy within the well-designed, fully delaminated nanoscale covalent organic frameworks (nCOFs) that overcomes these trade-offs. This approach yields hydrogels with an order increase in strength (from 0.3 to 3.2 MPa), a two orders enhancement in toughness (from 7.5 to 186 MJ/m3) and fracture energy (from 0.8 to 14.7 kJ m-2), and a very low-hysteresis (∼93% energy recovery) recoverable deformation even after 2000% strain in the 100 cycles. The dense entanglements provide high strength and toughness, and nanochannel-threaded crosslinking enables large elastic deformation. Furthermore, their robust architecture affords a fivefold improvement in puncture resistance, enabling application as dendrite-inhibiting and durable quasi-solid-state Zn-ion electrolytes. This bottom-up toughening strategy based on the nano-reactor nCOF structural design could guide the development of next-generation tough hydrogels for applications such as flexible energy devices and related fields.
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
ghost202完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
shi发布了新的文献求助10
1秒前
xia发布了新的文献求助10
1秒前
卿卿完成签到,获得积分10
2秒前
紧张的清完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
bkagyin应助Octopus采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
卿卿发布了新的文献求助10
4秒前
CCU完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
鳗鱼丹秋完成签到,获得积分10
5秒前
2052669099应助大七采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
cdercder应助迅速的蜗牛采纳,获得10
6秒前
余空完成签到,获得积分10
6秒前
LBB发布了新的文献求助10
7秒前
沙司利益发布了新的文献求助10
7秒前
shi完成签到,获得积分20
8秒前
舒服的滑板完成签到 ,获得积分10
8秒前
余空发布了新的文献求助10
8秒前
momomi发布了新的文献求助10
8秒前
动听的青曼完成签到,获得积分10
10秒前
鳗鱼丹秋发布了新的文献求助10
10秒前
wzh发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
13秒前
HLS应助shi采纳,获得10
13秒前
丘比特应助大象采纳,获得30
13秒前
英俊的铭应助momomi采纳,获得30
14秒前
15秒前
心态好完成签到,获得积分10
15秒前
万能图书馆应助bbb采纳,获得10
15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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Positive Obsession: The Life and Times of Octavia E. Butler 500
Surgical Ergonomic Pilot Study Using a Posture Biofeedback Device in Rhinology: A MultiPhase Quality Improvement Study 400
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 7692341
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9253477
关于积分的说明 19983002
捐赠科研通 7265118
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3291174
关于科研通互助平台的介绍 2447408
邀请新用户注册赠送积分活动 2296443