2021.1.9文献汇报-组内动态-仿生智能材料研究组  
2021.1.9文献汇报
weihua 2021-1-9 7568

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  • Dopamine-Triggered Hydrogels with High Transparency, Self-Adhesion, and Thermoresponse as Skinlike Sensors

    https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.0c09577

       贝类启发导电水 凝 胶是吸引下一代自粘剂的发展,灵活皮肤一样 传感器.然而仍然存在一些令人生畏的挑战,如劣质光学透明度,儿茶酚含量低(粘附性差),以及有限的感觉性能。本文献报告一个多 巴 胺-引发凝胶 (DTG) 战略,用于制造受贝类启发、透明和导电性水凝胶。DTG策略的设计利用了多巴胺的双重功能:一方面充当引发剂引发单体聚合形成聚合物骨架,另一方面可以作为非共价交联剂,利用分子间作用力动态调节水凝胶的交联网络。相比传统的水凝胶,DTG水凝胶的多巴胺含量高达50%,并可以维持70%的透光性。DTG水凝胶,具有明显的粘附性、强大的弹性、自愈能力、出色的可注射性和三维打印性、可逆性和可调性透明-不透明过渡以及热响应特性。这些优异的性能作为传感器使 DTG水 凝胶具有自粘能力且像皮肤一样实现对压力、应变和温度的多重感觉,甚至具有温度刺激可视化的能力,实现信息交互,使其在探索未来仿生皮肤方面更近了一步。

    Bio-inspired reversible underwater adhesive

    DOI: 10.1038/s41467-017-02387-2

     在潮湿环境中具有可切换粘合特性的智能表面的设计仍然是粘合科学和材料工程中的一个挑战。本文献中展示了一种合成生物启发型粘合剂的简便方法,该方法需要可逆和快速调节各种表面上的湿粘合力。粘合剂主要由两种共聚物组成:贻贝型客体粘合剂共聚物和热敏性主体共聚物。我们首先将以贻贝为灵感的粘合剂DOPA聚合物与客体金刚烷(AD)和丙烯酸甲氧基乙酯(MEA)单体结合,形成称为pDOPA-AD-MEA的客体共聚物,其中DOPA充当粘合剂部分,AD是客体部分,可以通过主客体识别与主体部分特别结合,而MEA是疏水性基质,可以增强DOPA的粘附性。为了可逆地调节湿粘合性能,进一步创建了主体共聚物pNIPAM-CD,其中,聚(N-异丙基丙烯酰胺)(pNIPAM)是一种灵敏且反应灵敏的聚合物,在达到其可逆构象转变临界溶液温(LCST)时构像改变。室温下的潮湿环境中,pNIPAM侧链粘性表面很容易与相邻的水分子形成分子间氢键。结果,注入水分子将pNIPAM转变为溶胀状态。此外,由于主客体之间的化学作用,粘合剂部分DOPA在空间上被限制在膨胀的pNIPAM侧链下方,从而显着地筛选了DOPA与目标表面之间的界面相互作用。相反,当暴露于高于LCST的外部温度时,pNIPAM与相邻水分子的分子内氢键被破坏,粘合剂部分DOPA再次暴露,因此界面相互作用再次被激活。因此,可以利用转换温度,粘合强度以及固化时间的可调节性来设计能够自动响应环境刺激的生物粘合剂,从而生产出满足特定应用要求的更智能的合成材料。智能湿粘合剂利用了主体与客体之间的分子相互作用以及邻苯二酚化学以及反应性聚合物的粘合特性,为合理设计具有超越自然的性能的生物启发粘合剂开辟了道路。

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