Self‐Reinforced Hydrogel via Alcohol–Water Exchange: Tunable Modulus, High Impact Resistance, Recyclability, and Triple Information Encryption

材料科学 自愈水凝胶 加密 弹性体 纳米技术 韧性 模数 适应性 数码产品 智能材料 弯曲 生物电子学 限制 铸造 记忆电阻器 聚合物 动态力学分析 结晶 制作 执行机构 合理设计 弹性模量 工作(物理) 人工肌肉 功能(生物学) 神经形态工程学 计算机科学
作者
Xin Zhao,Xubao Jiang,Xinyi Li,Xin Guo,Yanyan Zhao,Mingqiong Tong,Hongyan Cao,Xiangling Gu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202523269
摘要

Abstract Conventional hydrogels suffer from static mechanical properties, environmental fragility, and functional singularity, limiting their adaptability in flexible electronics and biological interfaces. Herein, an innovative “alcohol–water exchange” strategy is proposed to fabricate a self‐reinforced Poly (vinyl alcohol)‐ polyacrylic acid‐ Silk fibroin@1,2‐propylene glycol (VAS@1,2‐PG) hydrogel via entropy‐driven chain aggregation and nanodomain crystallization triggered by the solvent exchange of 1,2‐PG. This approach achieves dynamic modulus tuning (53.3‐fold increase to 1.28 MPa), precisely matching regional skin moduli (forearm: 457 kPa; calf: 680 kPa; face: 909 kPa). The dual physical crosslinking (nanocrystalline domains and multivalent H‐bonds) endows the hydrogel with exceptional toughness (fracture energy: 14,650.8 J m − 2 ), puncture resistance, and load‐bearing capacity (7500× self‐weight). Simultaneously, 1,2‐PG acts as a cryoprotectant, enabling frost resistance at −50 °C. The hydrogel exhibits fully reversible modulus switching (>90% recovery over 12 h cycles) and closed‐loop recyclability (strength retention: 0.23 MPa). Leveraging 1,2‐PG's reducibility and stimuli‐responsiveness, a triple‐modal (Time/Temperature/UV) information encryption system with “burn‐after‐reading” functionality is pioneered. This work establishes a solvent‐exchange‐physicochemical synergy paradigm, addressing the long‐standing trade‐off between mechanical adaptability, environmental robustness, and intelligent responsiveness for next‐generation bioelectronics and secure devices.
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
zodiac发布了新的文献求助10
1秒前
积极的白羊完成签到 ,获得积分10
2秒前
Peeta应助小杨采纳,获得10
2秒前
无花果应助高大的赛君采纳,获得10
3秒前
面壁的章北海完成签到,获得积分10
6秒前
chuzihang完成签到 ,获得积分10
6秒前
leo完成签到,获得积分10
7秒前
伍寒烟完成签到,获得积分10
8秒前
仰望喀纳斯的星空应助liu采纳,获得10
9秒前
靤君应助arniu2008采纳,获得10
9秒前
哈哈完成签到,获得积分10
9秒前
科研女郎完成签到 ,获得积分10
9秒前
eason楽完成签到,获得积分10
10秒前
zodiac完成签到,获得积分10
11秒前
笨笨西装完成签到,获得积分10
11秒前
ding7862完成签到,获得积分10
12秒前
hiraabb完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
浅忆晨曦完成签到 ,获得积分10
14秒前
MMMMM完成签到,获得积分10
19秒前
顾矜应助zodiac采纳,获得10
19秒前
东晓完成签到,获得积分10
19秒前
丁小二完成签到 ,获得积分10
20秒前
清秀的仙人掌完成签到,获得积分10
20秒前
hahahaha发布了新的文献求助10
21秒前
濮阳盼曼完成签到,获得积分10
22秒前
阿梨完成签到 ,获得积分10
22秒前
姜菲菲完成签到,获得积分10
23秒前
没有名字完成签到 ,获得积分10
23秒前
xfy完成签到,获得积分10
24秒前
Cylair完成签到,获得积分10
24秒前
27秒前
包容的雨泽完成签到 ,获得积分10
28秒前
赘婿应助hahahaha采纳,获得10
28秒前
辛勤若灵完成签到,获得积分10
29秒前
嘻嘻完成签到 ,获得积分0
31秒前
专注笑珊完成签到,获得积分10
34秒前
LLin完成签到,获得积分10
34秒前
临在完成签到,获得积分10
34秒前
枫糖叶落完成签到,获得积分10
35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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6440926
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8254788
关于积分的说明 17572450
捐赠科研通 5499208
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900113
邀请新用户注册赠送积分活动 1876760
关于科研通互助平台的介绍 1716941