粘性水凝胶在伤口敷料、生物医学植入物和柔性电子产品等领域的众多应用中发挥着至关重要的作用。尽管最近在水凝胶设计方面做出了许多努力,但对于自粘性水凝胶来说,协调对粗糙表面的适应性和内在强度这两个相互冲突的要求仍然难以实现。
为了应对这一挑战,国科温州研究院陈强、史鑫磊等研究人员提出了一种新策略,即首先在弱状态下建立水凝胶和固体之间的保形接触,然后进行加固以增强强度和韧性。
为了说明这种方法,使用牛血清白蛋白 (BSA) 来结合柔性合成聚合物网络,从而产生柔软且粘性的有机水凝胶 (OHG),这些有机水凝胶可在各种基材上瞬间和可逆地粘附,从而提供容错操作便利性。通过形成刚性 BSA 网络并建立双网络 (DN) 结构,短暂的按需加热步骤可将它们转变为强力的超粘性状态。
由此产生的基于 BSA 的 DN OHG 在各种无孔固体基质上表现出显著增强的体积机械强度和出色的界面韧性,可实现按需永久固定。这种方法将容错和永久固定功能集成到单一材料中,凸显了这些基于天然白蛋白的 OHG 作为先进功能材料在各种应用中的潜力,包括手工修复和四季柔性传感器。
参考文献:
H. Chen, J. Yang, Z. Liu, Y. Li, Z. Tang, X. Shi, Q. Chen, Fault-Tolerant and On-Demand Supra Tough Adhesive Natural Albumin-Based Organohydrogels. Adv. Funct. Mater. 2024, 2413171.
https://doi.org/10.1002/adfm.202413171