受軟猬甲“整體柔性,局部剛性”結構的啟發,揚州大學吳德峰/解文媛團隊提出了構建細菌纖維素(BC)動態交聯網絡的策略,在提高丙烯酰胺(PAM)水凝膠強度的同時也極大提升了可變形性。其中,BC交聯網絡具有多層次的結構特點,不同層次的結構扮演著不同的角色:1)整體柔性的交聯BC網絡賦予了水凝膠材料優異的拉伸變形能力(達7710%);2)BC纖維的高強度,使水凝膠展現出優異的耐切割和抗裂撕裂性能;3)硼酯鍵作為弱鍵扮演了“犧牲”鍵的角色,大幅提升了水凝膠的耐疲勞性;4)動態硼酯鍵解構/重構釋放出的硼酸根離子,不僅賦予了水凝膠溫度敏感的離子導電的特性,還大幅提升水凝膠的抗凍性。
該工作為合成綜合性能優異的水凝膠提供了一個有趣的視角,即通過構建動態共價交聯的增強相宏觀網絡,同時提升基體的機械性能,環境適應性以及導電性。該工作發表于ACS Sustainable Chemistry & Engineering,揚州大學化學化工學院的博士研究生蔣晨光為第一作者,解文媛老師和吳德峰教授為通訊作者。
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