Programming hydrogel adhesion with engineered polymer network topology

自愈水凝胶 软机器人 纳米技术 粘附 材料科学 合成生物学 拓扑(电路) 计算机科学 微流控 可控性 组织工程 机器人 人工智能 生物医学工程 工程类 生物信息学 高分子化学 电气工程 复合材料 生物 数学 应用数学
作者
Yang Zhang,Guangyu Bao,Ran Huo,Shuaibing Jiang,Xiaofan Yang,Xiang Ni,Luc Mongeau,Rong Long,Jianyu Li
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:120 (39) 被引量:1
标识
DOI:10.1073/pnas.2307816120
摘要

Hydrogel adhesion that can be easily modulated in magnitude, space, and time is desirable in many emerging applications ranging from tissue engineering and soft robotics to wearable devices. In synthetic materials, these complex adhesion behaviors are often achieved individually with mechanisms and apparatus that are difficult to integrate. Here, we report a universal strategy to embody multifaceted adhesion programmability in synthetic hydrogels. By designing the surface network topology of a hydrogel, supramolecular linkages that result in contrasting adhesion behaviors are formed on the hydrogel interface. The incorporation of different topological linkages leads to dynamically tunable adhesion with high-resolution spatial programmability without alteration of bulk mechanics and chemistry. Further, the association of linkages enables stable and tunable adhesion kinetics that can be tailored to suit different applications. We rationalize the physics of polymer chain slippage, rupture, and diffusion at play in the emergence of the programmable behaviors. With the understanding, we design and fabricate various soft devices such as smart wound patches, fluidic channels, drug-eluting devices, and reconfigurable soft robotics. Our study presents a simple and robust platform in which adhesion controllability in multiple aspects can be easily integrated into a single design of a hydrogel network.

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
大壮完成签到,获得积分10
1秒前
往昔不过微澜完成签到,获得积分10
1秒前
Vanda完成签到,获得积分10
3秒前
阳光的凡阳完成签到 ,获得积分10
4秒前
小小油完成签到,获得积分10
6秒前
燕晓啸完成签到 ,获得积分0
6秒前
Ttimer发布了新的文献求助10
6秒前
redmoon完成签到,获得积分10
6秒前
超男完成签到 ,获得积分10
6秒前
Ming完成签到 ,获得积分10
8秒前
敏感盼夏完成签到,获得积分10
8秒前
Shaohan完成签到,获得积分10
10秒前
cl完成签到,获得积分10
11秒前
董耀文完成签到,获得积分10
12秒前
joker000717完成签到,获得积分10
12秒前
背后如之完成签到,获得积分10
15秒前
王继完成签到,获得积分10
15秒前
129完成签到,获得积分10
15秒前
卡片完成签到,获得积分10
16秒前
想毕业的笑笑完成签到,获得积分10
16秒前
Mo完成签到,获得积分10
17秒前
胡思乱响完成签到,获得积分10
19秒前
hahaha6789y完成签到,获得积分10
19秒前
205完成签到,获得积分10
19秒前
虚幻的百川完成签到,获得积分10
20秒前
想毕业的猫猫完成签到,获得积分10
21秒前
愤怒的水绿完成签到,获得积分10
21秒前
maybe完成签到,获得积分10
22秒前
hahaha2完成签到,获得积分10
22秒前
CodeCraft应助於茗采纳,获得10
22秒前
simon666完成签到,获得积分10
23秒前
sheep完成签到,获得积分10
23秒前
秦含光完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
清风徐来完成签到,获得积分10
24秒前
LGA1700完成签到,获得积分10
25秒前
徐彬荣完成签到,获得积分10
25秒前
Tom2077完成签到,获得积分10
25秒前
Walton完成签到,获得积分10
25秒前
liu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
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
2026 Hospital Accreditation Standards 500
脑电大模型与情感脑机接口研究--郑伟龙 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 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 6272541
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8091948
关于积分的说明 16913721
捐赠科研通 5342933
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2841249
邀请新用户注册赠送积分活动 1818521
关于科研通互助平台的介绍 1675893