受软猬甲“整体柔性,局部刚性”结构的启发,扬州大学吴德峰/解文媛团队提出了构建细菌纤维素(BC)动态交联网络的策略,在提高丙烯酰胺(PAM)水凝胶强度的同时也极大提升了可变形性。其中,BC交联网络具有多层次的结构特点,不同层次的结构扮演着不同的角色:1)整体柔性的交联BC网络赋予了水凝胶材料优异的拉伸变形能力(达7710%);2)BC纤维的高强度,使水凝胶展现出优异的耐切割和抗裂撕裂性能;3)硼酯键作为弱键扮演了“牺牲”键的角色,大幅提升了水凝胶的耐疲劳性;4)动态硼酯键解构/重构释放出的硼酸根离子,不仅赋予了水凝胶温度敏感的离子导电的特性,还大幅提升水凝胶的抗冻性。
该工作为合成综合性能优异的水凝胶提供了一个有趣的视角,即通过构建动态共价交联的增强相宏观网络,同时提升基体的机械性能,环境适应性以及导电性。该工作发表于ACS Sustainable Chemistry & Engineering,扬州大学化学化工学院的博士研究生蒋晨光为第一作者,解文媛老师和吴德峰教授为通讯作者。
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