双極子–双極子および水素結合相互作用が熱応答性形状記憶ハイドrogelsの多面的な機械的特性を有意に向上させる

高強度ハイドロゲルは、双極子–双極子および水素結合強化に基づいて以前に構築されました。高い引張強度と圧縮強度が達成されたにもかかわらず、単独の非共有結合で強化されたハイドロゲルの破壊エネルギーはエネルギー散逸メカニズムの欠如によりかなり低かった。本研究では、アクリロニトリル（AN、双極子モノマー）、アクリルアミド（AAm、水素結合モノマー）、およびPEGDA575という親水性架橋剤の存在下での3つの特徴的なモノマーの1段階共重合により、結合された双極子–双極子および水素結合相互作用で強化された（DHIR）ハイドロゲルが合成されます。PAMPSからの静電反発はゲルネットワークが水を吸収しやすくし、一方で双極子–双極子および水素結合相互作用の相乗効果により、DHIRハイドロゲルは最大8.3 MPaの引張応力、4.8 MPaの圧縮応力、および破断時に140%–716%の伸長に耐えることができ、破壊エネルギーは5500 J/m²に達します。さらに、このDHIRハイドロゲルは、循環的な荷重と荷卸しを経た後に可逆的な機械的特性を示します。興味深いことに、適切な組成を持つDHIRハイドロゲルは温度調整可能な機械的特性と共に形状記憶効果を示します。ここで報告された二重の非共有結合強化メカニズムは、ハイドロゲルの包括的な機械的特性を有意に向上させるための普遍的な戦略を提供します。」},{