Inorganic Hydrogels can be Flexible and Highly Extensible

自愈水凝胶 材料科学 氢键 聚合物 化学工程 纳米技术 高分子化学 分子 复合材料 有机化学 化学 工程类
作者
Tongming Zhou,Yan Wang,Jiu-Long Zhou,Lifeng Yao,Ke He,Lixun Chen,Song Zhang,Hong Liu,Xiaodong Chen,Shuxun Cui
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adma.202503910
摘要

Abstract Inorganic hydrogels have great potential in many applications as sustainable materials, but lack flexibility due to rigid network structures. Here, a novel strategy is proposed—an inorganic polymer hydrogel, prepared by crosslinking long‐chain polyphosphate (LPP) with M 2+ ions (Ca 2+ , Mn 2+ , Mg 2+ , Ni 2+ ), which effectively address the rigidity and fragility issues commonly associated with traditional inorganic gels. With the most stable hydration shell among those ions, Ni 2+ tends to interact indirectly with LPP through hydrogen bonds rather than coordination bonds. The unique Ni 2+ ‐phosphate interaction endows the Ni‐LPP hydrogels with ultrahigh elongation at break (≈15 000×). Further experiments reveal that the Ni 2+ ‐phosphate motif can be applied to other hydrogels as an extension enhancement factor. The highly extensible, good conductive (1.06 ± 0.08 S m −1 ), self‐healing (within 30 s and without stimulation), arbitrarily shapeable, and nonflammable Ni‐LPP inorganic hydrogel indicates a bright future in flexible electronics, environmental remediation, and beyond.
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