Highly elastic, fatigue-resistant, antibacterial, conductive, and nanocellulose-enhanced hydrogels with selenium nanoparticles loading as strain sensors

纳米纤维素 自愈水凝胶 材料科学 标度系数 抗菌活性 复合材料 制作 纳米技术 化学工程 高分子化学 纤维素 病理 工程类 替代医学 细菌 生物 医学 遗传学
作者
Xinling Nie,Yitong Xie,Xiaofeng Ding,Lili Dai,Feng Gao,Wancheng Song,Xun Li,Pei Liu,Zhongbiao Tan,Hao Shi,Chenhuan Lai,Daihui Zhang,Yongxian Lai
出处
期刊:Carbohydrate Polymers [Elsevier BV]
卷期号:334: 122068-122068 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.carbpol.2024.122068
摘要

The fabrication of highly elastic, fatigue-resistant and conductive hydrogels with antibacterial properties is highly desirable in the field of wearable devices. However, it remains challenging to simultaneously realize the above properties within one hydrogel without compromising excellent sensing ability. Herein, we fabricated a highly elastic, fatigue-resistant, conductive, antibacterial and nanocellulose (CNC) enhanced hydrogel as a sensitive strain sensor by the synergistic effect of biosynthesized selenium nanoparticles (BioSeNPs), MXene and nanocellulose. The structure and potential mechanism to generate biologically synthesized SeNPs (BioSeNPs) were systematically investigated, and the role of protease A (PrA) in enhancing the adsorption between proteins and SeNPs was demonstrated. Additionally, owing to the incorporation of BioSeNPs, CNC and MXene, the synthesized hydrogels showed high elasticity, excellent fatigue resistance and antibacterial properties. More importantly, the sensitivity of hydrogels determined by the gauge factor was as high as 6.24 when a high strain was applied (400–700 %). This study provides a new horizon to synthesize high-performance antibacterial and conductive hydrogels for soft electronics applications.
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