能够快速耗散机械能量的水凝胶有望用于一系列应用,包括冲击保护、减震和增强抗损伤性。此类材料的传统能量吸收通常依赖于粘弹性机制,包括牺牲键断裂,但通常会遭遇较长的恢复时间。
近日,南京大学Wei Wang,Yi Cao,Bin Xue介绍了一种基于摩擦的阻尼设计的水凝胶。
文章要点
1)这种水凝胶具有内部结构,可促进链式行走器在其网络内运动,从而有效消散机械应力。水凝胶网络结构可快速恢复其阻尼能力,通常在几秒钟内即可完成,从而确保材料在变形后快速恢复。
2)研究人员进一步证明,由于其高效的能量阻尼和快速回弹特性,这种水凝胶可以显著保护封装细胞免受重复压缩下的机械创伤。因此,这种水凝胶具有用于人工肌肉和合成软骨等动态负载应用的潜力,扩大了水凝胶阻尼器在生物力学和相关领域的应用。
参考文献
Xu, Z., Lu, J., Lu, D. et al. Rapidly damping hydrogels engineered through molecular friction. Nat Commun 15, 4895 (2024).
DOI:10.1038/s41467-024-49239-4
https://doi.org/10.1038/s41467-024-49239-4