Surprising shrinkage of expanding gels under an external load

自愈水凝胶 材料科学 收缩率 执行机构 肿胀 的 极限抗拉强度 电解质 微流控 复合材料 张力(地质) 压缩(物理) 抗压强度 压力(语言学) 纳米技术 计算机科学 高分子化学 化学 人工智能 物理化学 哲学 语言学 电极
作者
Seon Jeong Kim,Geoffrey M. Spinks,Shona Prosser,Philip G. Whitten,Gordon G. Wallace,Sun I. Kim
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:5 (1): 48-51 被引量:66
标识
DOI:10.1038/nmat1553
摘要

Hydrogels are fascinating and useful in that they can show large volume changes in response to various stimuli, such as temperature or chemical environment. Here we report the peculiar observation that chemically crosslinked hydrogels that normally expand owing to a change in electrolyte pH can be made to shrink in certain circumstances. Specifically, these hydrogels contract when tested at a constant compressive force and subjected to a pH change that causes expansion in the absence of the applied load. When tested under tension, the gels always expand. Although the effects of external stress on the swelling of gels is known, the concomitant change in gel mechanical properties during pH switching was found to be a more dominant effect in our studies. However, existing mechanical models used to predict dimensional changes in actuator materials could not explain both the tensile and compression results. In addition, we show that the friction between metal plates of the apparatus and the gel is a key factor in explaining the contractile actuation under compressive loads. The observations reported in this paper are important for the successful design and use of hydrogel actuators in devices such as valves for microfluidics.

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
1秒前
abin发布了新的文献求助10
1秒前
cldg发布了新的文献求助10
1秒前
李笑笑发布了新的文献求助20
2秒前
JamesPei应助haichong采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
geg完成签到,获得积分10
4秒前
零一秒发布了新的文献求助30
4秒前
小刘小刘发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
在水一方应助准静止锋采纳,获得10
5秒前
5秒前
冬藏发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
7秒前
CHINA_C13发布了新的文献求助10
7秒前
111发布了新的文献求助10
7秒前
上官若男应助滚筒洗衣机采纳,获得10
8秒前
pluto应助my采纳,获得10
8秒前
健壮的雪瑶完成签到,获得积分10
8秒前
Tori_Q发布了新的文献求助10
10秒前
王雪应助心随以动采纳,获得10
11秒前
在水一方应助曼曼采纳,获得30
11秒前
香蕉觅云应助零一秒采纳,获得10
11秒前
11秒前
cc413发布了新的文献求助10
12秒前
秀xiu发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
cldg发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
桐桐应助小橙子采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
科研通AI6.3应助炙热从蕾采纳,获得30
15秒前
左丘幼旋1完成签到,获得积分10
15秒前
小刘小刘完成签到,获得积分10
16秒前
左丘幼旋1发布了新的文献求助10
17秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7288320
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8908082
关于积分的说明 18853488
捐赠科研通 6957123
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3208876
关于科研通互助平台的介绍 2378670
邀请新用户注册赠送积分活动 2184659