Spin-coating-assisted fabrication of ultrathin physical hydrogel films with high toughness and fast response

材料科学 韧性 旋涂 涂层 丙烯酸 极限抗拉强度 制作 聚合物 复合材料 化学工程 双层 纳米技术 化学 单体 病理 工程类 替代医学 医学 生物化学
作者
Si Yu Zheng,Ye Tian,Xin Ning Zhang,Miao Du,Yihu Song,Zi Liang Wu,Qiang Zheng
出处
期刊:Soft Matter [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:14 (28): 5888-5897 被引量:50
标识
DOI:10.1039/c8sm01126e
摘要

Hydrogel films have promising applications in medical dressings, flexible electronics, etc. However, it is challenging to fabricate ultrathin hydrogel films with high toughness and controllable thickness. Here, we report a facile approach to prepare tough physical hydrogel films by spin-coating of a poly(acrylic acid-co-acrylamide) (P(AAc-co-AAm)) solution and subsequent gelation in FeCl3 solution to form carboxyl-Fe3+ coordination complexes. The thickness of the obtained gel films, ranging from several to hundreds of micrometers, was easily tunable by adjusting the spin conditions and polymer concentration. The thus obtained hydrogel films showed excellent mechanical properties, with tensile breaking strengths of 0.6-14.5 MPa, breaking strains of 140-840%, Young's moduli of 0.1-61.7 MPa, and tearing fracture energies of 300-1300 J m-2. Based on this approach, responsive tough hydrogel films can also be prepared by spin-coating of a poly(acrylic acid-co-N-isopropylacrylamide) (P(AAc-co-NIPAm)) solution. The obtained gel films showed a fast response (<60 s) and a large output force (∼0.2 MPa) triggered by a concentrated saline solution, making them an ideal material in the design of chemomechanical devices. Furthermore, a bilayer hydrogel film was fabricated by two-step spin-coating of P(AAc-co-NIPAm) and P(AAc-co-AAm) solutions, which showed reversible bending deformation under external stimuli. This simple yet effective approach should be applicable to other systems to prepare versatile hydrogel films with tunable thickness and promising applications in diverse areas.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Ava应助zhanghua采纳,获得10
1秒前
2秒前
3秒前
4秒前
JX关闭了JX文献求助
4秒前
南方白芝麻胡完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
可爱的天曼完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
8秒前
大亚基发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
魔幻乘云发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
要减肥的香芦完成签到,获得积分10
10秒前
英俊的铭应助lhhhh采纳,获得10
11秒前
科目三应助小李采纳,获得10
12秒前
Ya发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
xdc发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
zhanghua发布了新的文献求助10
16秒前
高贵白风发布了新的文献求助30
18秒前
成永福完成签到,获得积分10
19秒前
JX驳回了iNk应助
20秒前
20秒前
希望天下0贩的0应助嘻嘻采纳,获得20
20秒前
21秒前
21秒前
自由冬天完成签到 ,获得积分10
21秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
23秒前
研友_nq5EGn完成签到 ,获得积分10
23秒前
25秒前
lixin发布了新的文献求助10
25秒前
可乐发布了新的文献求助10
26秒前
kk完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
zhanghua完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
镓氧锌钇铀应助体贴太英采纳,获得10
27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
Theoretical modelling of unbonded flexible pipe cross-sections 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 1500
Specialist Periodical Reports - Organometallic Chemistry Organometallic Chemistry: Volume 46 1000
Current Trends in Drug Discovery, Development and Delivery (CTD4-2022) 800
Minimizing the Effects of Phase Quantization Errors in an Electronically Scanned Array 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5532543
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4621304
关于积分的说明 14577464
捐赠科研通 4561132
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2499202
邀请新用户注册赠送积分活动 1479089
关于科研通互助平台的介绍 1450376