Mouvements moléculaires du tréhalose à l'intérieur d'un réseau unique permettant un hydrogel résistant et à récupération rapide

Il reste un défi d'atteindre des hydrogels rapidement récupérables par l'interaction de liaison hydrogène moléculaire en raison de sa cinétique d'interaction lente. Ce travail rapporte pour la première fois un mécanisme de mouvement moléculaire basé sur le tréhalose (Tre) à l'intérieur d'un réseau unique de polyacrylamide (PAM) qui accélère la cinétique de l'interaction de liaison hydrogène, et confère ainsi à l'hydrogel une haute résistance et une récupération rapide de la forme et des propriétés mécaniques. L'hydrogel PAM@Tre résultant est capable de récupérer complètement sa forme après 10 000 cycles de chargement/déchargement à un taux de déformation de 500 %. Même après avoir été étiré à un taux de déformation de 2500 %, il peut retrouver sa forme originale en moins de 10 secondes. De plus, le mouvement moléculaire du tréhalose confère également à l'hydrogel PAM@Tre une énergie de fracture et une ténacité allant jusqu'à ~9000 J m–2 et ~1600 kJ m–3, respectivement, conduisant à une forte résistance aux perforations, qu'elles soient statiques ou dynamiques. L'hydrogel PAM@Tre a donc un potentiel énorme dans les dispositifs de protection, les peaux bioniques, les actionneurs souples et l'électronique extensible.