生体由来分子から作成された硬くて頑丈な共役ネットワークハイドロゲル

生物由来のハイドロゲルは潜在的な構造バイオマテリアルとして期待されていますが、ほとんどが柔らかいか壊れやすいです。ここでは、均一性の向上やエネルギー散逸メカニズムの導入（ダブルネットワーク）アプローチとは異なる、硬くて頑丈なハイドロゲルを構築するための新しい戦略が開発されました。共役ネットワークハイドロゲルは、相互接続点を共有することによって接続された2つ以上のネットワークから成るハイドロゲルの一種を表し、次のような特徴があります：（i）すべての構成ネットワークが類似または等しいエネルギー散逸メカニズムを持っており、（ii）これらのネットワークが絡み合い、全体のシステムでストレスを効果的に分配することができます。具体例として、キチン-ゼラチン複合体を多価ナトリウムフィチンと静電的に架橋させて、生体由来の共役ネットワークハイドロゲルが調製されました。キチン-ゼラチン-フィチンシステムでは、高い圧縮弾性率と頑丈さの組み合わせが同時に実現されました。さらに、これらの物理ハイドロゲルは卓越した自己回復と疲労抵抗能力を示しました。我々の結果は、利用可能な多様な架橋メカニズム（例：静電気的引力、ホスト-ゲスト相互作用、水素結合）に基づいて、生体適合性のある硬くて頑丈な共役ネットワークハイドロゲルの設計に対する一般的な戦略を提供します。