为了满足不同应用的需求,如:柔性电子设备,伤口修复,器官组织模拟,软体机器人等,水凝胶被制作成了三维,二维或者一维的材料。相对于三维或者二维水凝胶,一维水凝胶,也被称为水凝胶纤维,具有很小的表面积,这也意味着水凝胶纤维在相同的负荷之下,会承受更大的压强,这也使得在应用中对水凝胶纤维的机械强度有着比三维或者二维更高的要求。尽管已报道的水凝胶纤维有着不错的机械性能,但这些纤维基本上都是通过人工拉丝形成的,不能够应用于大规模生产,这也限制了这些水凝胶纤维在工业和生活中的实际应用
卡尔加里大学化学和石油工程系吕清叶教授团队基于银-木质素纳米颗粒诱导的氧化脱羧和醌-领苯二酚的可逆氧化还原反应,并在水凝胶前驱液中加入柠檬酸,丙烯酸和聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸)。经过室温下反应交联,形成了具有持久粘附性,强抗菌性和强可纺丝性的水凝胶。该水凝胶的拉伸性能极其优异(超过12400%),并可通过手动拉丝,电纺机,自制抽丝机制作微米或纳米级水凝胶纤维。所得的微米级纤维显示出了卓越的机械性能,包括422.0兆帕拉伸应力,86.5%的应变,8.7 GPa的杨氏模量和281.6 MJ m-3的韧性。此外,纳米级纤维可通过电纺机纺到个人防护设备(如口罩)上形成一层对于细菌气溶胶有接近100%杀菌效率的抗菌涂层。论文的第一作者为何潇博士后研究员。




论文:
Ultrastretchable, Adhesive, and Antibacterial Hydrogel with Robust Spinnability for Manufacturing Strong Hydrogel Micro/Nanofibers
Xiao He, Zhangkang Li, Jia Li, Dinesh Mishra, Yuxuan Ren, Ian Gates, Jinguang Hu, Qingye Lu*
Small
DOI: 10.1002/smll.202103521
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202103521