Enhancing Superlubricity and Wear Resistance in Mechanically Robust Hydrogel via Microliter‐Scale Subsurface‐Initiated Polymer Brush Grafting

材料科学 刷子 聚合物 单体 自愈水凝胶 聚合 复合材料 嫁接 原子转移自由基聚合 复合数 肿胀 的 制作 聚合物刷 化学工程 纳米技术 高分子化学 自由基聚合
作者
Qiangbing Wei,Jianhua Zhang,Yuyang Quan,Huilei Shi,Yixin Zhang,Rongnian Xu,Shuanhong Ma,Feng Zhou
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:: e24676-e24676 被引量:1
标识
DOI:10.1002/anie.202524676
摘要

Hydrogels represent an ideal for articular cartilage replacement, with hydrogel-polymer brush layered composites emerging as a promising strategy to simultaneously achieve ultra-low friction and high load-bearing capacity. However, current approaches for grafting polymer brushes from hydrogels usually require oxygen-free conditions, large volumes of polymerization solutions, and excessive monomer consumption. Herein, we developed a facile, oxygen-tolerant subsurface-initiated polymer brush grafting strategy to fabricate cartilage-mimicking layered hydrogel-polymer brush materials, using only microliter volume of monomer solution. To validate this, a mechanically robust, physically cross-linked poly(vinyl alcohol)-based hydrogel with subsurface-initiated polymerization activity was designed by incorporating a tannic acid-derived cross-linkable atom transfer radical polymerization (ATRP) initiator, which serves as a robust load-bearing substrate. Subsequently, polymer brushes were grafted from the subsurface of this robust hydrogel matrix with microliter solutions, yielding cartilage-mimicking layered structure with an interpenetrated polymer brush-hydrogel composite lubricating phase. Notably, the resulting materials exhibited synergistic superior lubrication, high load-bearing capacity, and excellent wear resistance, achieving a stable and ultra-low friction coefficient (COF∼0.017) over 80,000 cycles under 10 N load. This strategy greatly lowers technical barriers to the fabrication of hydrogel-polymer brush materials and further advances their practical applications in the field of articular cartilage repair and artificial joint replacement.
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
难过的谷芹应助Liekkas采纳,获得10
刚刚
刚刚
灰光呀完成签到,获得积分10
刚刚
酷波er应助聪明的心语采纳,获得10
1秒前
yx发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.2应助yankel采纳,获得10
3秒前
写个锤子发布了新的文献求助10
4秒前
芋泥丸丸完成签到,获得积分10
4秒前
晴枫3648发布了新的文献求助10
5秒前
四姑娘发布了新的文献求助10
5秒前
盲目逛恋完成签到,获得积分10
5秒前
小智完成签到 ,获得积分10
7秒前
???完成签到,获得积分10
7秒前
似风应助隐形的星月采纳,获得10
8秒前
Bear完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
yankel完成签到,获得积分20
11秒前
写个锤子完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
tx完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
仙女完成签到 ,获得积分10
14秒前
小巧尔芙发布了新的文献求助10
15秒前
研友_kngAY8发布了新的文献求助20
15秒前
萌萌完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
芋袁完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
人工智能小配方完成签到,获得积分10
19秒前
山鬼吹灯完成签到,获得积分10
19秒前
李健应助清脆半双采纳,获得100
20秒前
SciGPT应助某某采纳,获得10
21秒前
kaka发布了新的文献求助10
21秒前
李健的粉丝团团长应助zh采纳,获得10
22秒前
芋袁发布了新的文献求助10
22秒前
跳跃靖发布了新的文献求助10
22秒前
wanci应助邱燈采纳,获得10
23秒前
今后应助ly采纳,获得10
23秒前
高分求助中
Psychopathic Traits and Quality of Prison Life 1000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 660
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 6451523
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8263394
关于积分的说明 17607968
捐赠科研通 5516296
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2903709
邀请新用户注册赠送积分活动 1880647
关于科研通互助平台的介绍 1722662