Hidrogéis Duais Fisicamente Entrelaçados com Alta Elasticidade, Resistência e Boa Auto-Recuperação

As aplicações de hidrogéis são severamente limitadas por suas fracas propriedades mecânicas. Apesar dos recentes avanços significativos na fabricação de hidrogéis resistentes, ainda é um desafio realizar alta elasticidade, resistência e recuperabilidade ao mesmo tempo em um hidrogel. Neste trabalho, desenvolvemos uma nova classe de hidrogéis duais fisicamente entrelaçados (DPC), que são acionados por nanosheets de argila e íons de ferro (Fe 3+ ) como entrelaçadores. Primeiro, os nanosheets de argila induzem a formação dos primeiros pontos de entrelaçamento através da interação de ligações de hidrogênio com cadeias de poli(acrilamida-co-ácido acrílico) (PAm-co-Ac). Em seguida, os pontos de entrelaçamento secundários são introduzidos por coordenadas iônicas entre Fe 3+ e grupos −COO– das cadeias poliméricas de PAm-co-Ac. As propriedades mecânicas dos hidrogéis DPC podem ser ajustadas facilmente variando os parâmetros de preparação, como concentração de argila, concentração de Fe 3+ e razão molar de Ac/Am. Mais importante, os hidrogéis DPC ótimos possuem alta resistência à tração (aproximadamente 3,5 MPa), grande elongação (aproximadamente 21 vezes), notável resistência (aproximadamente 49 MJ m –3 ) e boa auto-recuperação (aproximadamente 65% de recuperação de resistência em 4 h sem quaisquer estímulos externos). Assim, este trabalho fornece uma estratégia promissora para a fabricação de novos hidrogéis resistentes contendo uma rede de entrelaçamento físico duplo.