Low‐Hysteresis Cellulose‐Based Hydrogels for Strain Detecting

自愈水凝胶 纤维素 材料科学 磁滞 拉伤 高分子科学 复合材料 高分子化学 化学工程 物理 工程类 量子力学 医学 内科学
作者
Xia Sun,Fanghan Luo,Feng Jiang
出处
期刊:Macromolecular Rapid Communications [Wiley]
卷期号:: e00521-e00521
标识
DOI:10.1002/marc.202500521
摘要

Hydrogels are promising materials for wearable and flexible electronics, yet combining low mechanical hysteresis with high renewable content remains a key challenge. Here, we report a cellulose-based hydrogel with low hysteresis, enabled by incorporating dialcohol nanocellulose (DANC) into a polyacrylamide (PAAM) network. The flexible, hydroxyl-rich DANC chains form abundant reversible hydrogen bonds with the PAAM matrix, allowing the hydrogel to achieve an unprecedented cellulose content of ∼15 wt.% while maintaining stretchability and mechanical robustness. The PAAM/DANC hydrogels display low mechanical hysteresis and high durability during 1000 cyclic strains, with stable mechanical and sensing performance. In addition, the hydrogels exhibit reliable strain sensitivity with a gauge factor of 1.1 and consistent signal output under varying strains. Finally, we demonstrate their potential in wearable strain sensing by detecting complex human motions. This work presents a sustainable strategy to design high-performance cellulose-based hydrogels, advancing their application in next-generation wearable electronics.
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