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无机盐诱导纤维素水凝胶的热可逆和抗冻性

? ? ? ? 近年来,水凝胶因其良好的韧性、光学透明性和高导电性而成为可穿戴设备、柔性电极、组织工程、创面敷料和药物输送等领域的理想材料,然而,当温度低于水的冰点(0℃)时,大多数亲水聚合物组成的水凝胶会结冰而使水凝胶变得脆弱,失去了原本的弹性。因此,需要开发能在广泛的温度范围内使用的抗冻水凝胶。
? ? ? ?南京林业大学的几位研究者发表在《ANGEWANDTE CHEMIE》上的一项研究,从自然界中动植物通过产生有机凝胶组分或无极盐来抵御寒冷中得到灵感,使用二元ZnCl2/CaCl2系统制备纤维素水凝胶,锌离子与质子竞争纤维素链上的羟基,本征氢键网络被削弱,水分子渗透到纤维素板中,导致纤维素溶解。随后系统中的钙离子通过协同作用将相邻的锌纤维素结合带连接起来。为提高水凝胶的凝固速度,采用两种不同的试剂(水和甘油)促进纤维素的凝固,能够在10-30秒内凝固。除了非共价键外,交联的金属离子/纤维素配位使水凝胶具有良好的离子导电性、显着的可重塑性和良好的机械性能。
? ? ? ?导电水凝胶作为一种自愈合柔性电子材料得到广泛应用,这些水凝胶的预期工作温度在-70到50℃之间,潜在的自愈机制是金属离子/纤维素共价键和非共价键的动态离解和再缔合。纤维素水凝胶具有良好的温敏愈合性能,具有良好的柔韧性和机械稳定性能被广泛应用到材料领域。(来源:QYIM & AMSC SQ ZHOU编报)?

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