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Wir präsentieren eine einfache Strategie zur Synthese von selbstheilbaren, robusten und hoch dehnbaren Polymeren. Unser Entwurfskonzept zur Herstellung ionisch quervernetzter Hydrogele besteht darin, ein Acrylsäuremonomer auf der Oberfläche von Vinyl-Hybrid-Silikannanopartikeln (VSNPs) zu graften, um das Wachstum von Poly(acrylsäure) (PAA) zu ermöglichen. Der erhaltene VSNP-PAA-Nanobürsten kann als Gelator verwendet werden. Physikalische Vernetzung durch Wasserstoffbrückenbindungen und eisenionvermittelte ionische Wechselwirkungen zwischen den PAA-Polymerketten der Gelatoren ergab ionische Nanokomposit-physikalische Hydrogele mit ausgezeichneten und ausgewogenen mechanischen Eigenschaften (Zugfestigkeit 860 kPa, Dehnung bis zum Bruch ∼2300%) sowie der Fähigkeit zur Selbstreparatur (Zugfestigkeit ∼560 kPa, Dehnung bis zum Bruch ∼1800%). Die Robustheit und Dehnbarkeit resultieren aus den reversiblen Vernetzungswechselwirkungen zwischen den Polymerketten, die helfen, Energie durch stres ausgelöste (Verformung) dynamische Prozesse abzuleiten. Diese einzigartigen Eigenschaften werden eine größere Anwendung dieser Hydrogelmaterialien, insbesondere in der Gewebezüchtung, ermöglichen.
Zhong et al. (Thu,) haben diese Frage untersucht.