【摘要】 通过形成COO–-Zr4+金属配位键制备高强度水凝胶的方法适用于其他含有羧酸单元的凝胶体系，有利于促进凝胶在生物工程等领域的实际应用。

本期我们将继续向科研圈的小伙伴介绍万能试验机在科研中的应用。

2021年，武汉大学段博副研究员等人以“Polyphenol mediating chitin selfassembly for constructing the full natural resourced hydrogel with high strength and toughness”为题发表在Materials Horizons。通过引入多酚类化合物单宁酸（TA）来与甲壳素的自组装进行竞争，形成了弱相互作用的甲壳素-单宁酸和强相互作用的甲壳素-甲壳素网络。研究发现，当单宁酸的比例达到8%时，水凝胶可获得最大的抗压应力（8.18 MPa），其杨氏模量和断裂能也可分别达到0.36 MPa和0.97 MJ·m-3，其断裂应力和断裂能分别是不添加单宁酸的甲壳素水凝胶的7和5倍。而当乙醇溶液凝结物从0提升至60%时，水凝胶的抗压应力、杨氏模量和断裂能也分别从2.91 MPa、0.19 MPa、0.34 MJ·m-3显著提升至8.18 MPa、0.36 MPa、0.97 MJ·m-3。

 

图1.凝胶的机械性能.

 

浙江大学郑强与吴子良团队“Engineering Tough Metallosupramolecular Hydrogel Films with Kirigami Structures for Compliant Soft Electronics”为题发表于Small。该团队在Zr4+离子存在的条件下得到透明度高、力学性能好的物理水凝胶薄膜， COO–-Zr4+配位键作为物理交联点。所制备的水凝胶薄膜含水量为45-95 wt%，杨氏模量为0.1-186 MPa，拉伸断裂强度为0.4-11.9 MPa，断裂应变为54-390%，，撕裂能为100-8900 J·m-2。研究表明，通过形成COO–-Zr4+金属配位键制备高强度水凝胶的方法适用于其他含有羧酸单元的凝胶体系，有利于促进凝胶在生物工程等领域的实际应用。

 

图2. 凝胶的力学性能

 

本期由于版面有限，在下一期我们将向大家介绍关于如何制样以及在测试时对样品有哪些要求。

参考文献

[1]Xinghuan Lin,  Lina Zhang, Bo Duan. Mater. Horiz., 2021,8, 2503-2512.

[2]Hai Chao Yu, Xing Peng Hao, Chuan Wei Zhang, Si Yu Zheng, Miao Du, Songmiao Liang, Zi Liang Wu, Qiang Zheng.small, 2021, 17, 41, 2103836.

 

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