隨著皮膚生物電子學的進步,水凝膠可穿戴設(shè)備在環(huán)境感知和健康監(jiān)測等方面表現(xiàn)出了巨大前景。然而,它們的應(yīng)用仍受到機械性能和自愈性能差、環(huán)境敏感性和受限的感知功能的嚴重阻礙。為應(yīng)對此挑戰(zhàn),陜科大王學川教授/黨旭崗副教授團隊受盲鰻黏液的層次結(jié)構(gòu)和獨特交聯(lián)機制的啟發(fā),報道了一種自供電的超分子水凝膠,具有極高的拉伸性、超快的自主自愈能力、高自粘性、可注射性、易成型性、抗菌性和生物相容性。相關(guān)工作被發(fā)表于《Small》 (IF: 13.0)。
圖1 CP@BFL的合成原理圖及導(dǎo)電自愈合行為
本研究采用簡單的一鍋法快速制備水凝膠。PVA和CMCS作為具有高度生物相容性的水凝膠聚合物基質(zhì)。Fe3+和Bn作為雙交聯(lián)劑整合到水凝膠中。Fe3+與PVA的羥基和CMCS的氨基和羧基形成配位鍵,有效地交聯(lián)了PVA鏈和CMCS鏈。同時,含有甲;团鸹Bn與PVA和CMCS建立了動態(tài)可逆的亞胺鍵和硼酯鍵,進一步加強了水凝膠的骨架。
圖5 基于CP@BFL-TENG的防水應(yīng)變傳感器
總之,這些發(fā)現(xiàn)突出了所制備的水凝膠在軟機器人和柔性電子等新興領(lǐng)域的巨大潛力。與傳統(tǒng)的導(dǎo)電水凝膠相比,CP@BFL水凝膠因其相對較低的制造復(fù)雜性和更高的成本效益而脫穎而出。且基于其優(yōu)異的拉伸性和自愈性,高導(dǎo)電性和粘附性,易模塑性,抗菌性能,生物相容性,良好的防凍和保水性,環(huán)境適應(yīng)性和多感官能力,這不僅有助于水凝膠的生物功能,而且為生物質(zhì)資源的利用提供了創(chuàng)新和環(huán)境可持續(xù)的途徑。
原文鏈接:https://doi.org/10.1002/smll.202408640
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