基于多蛋白交联剂的具有低滞后性和抗疲劳断裂性的可拉伸水凝胶

基于水凝胶的器件被广泛用作柔性电子器件，生物传感器，软机器人和智能人机界面。其高拉伸性，低滞后性和抗疲劳断裂在这些应用中非常重要，但是在同一水凝胶中很少能同时满足。Cao Yi等人设计了以串联重复蛋白作为交联剂和无规卷曲聚合物作为渗滤网络的水凝胶（图1 所示）。这样的设计使得多蛋白交联剂仅承受在断裂承受区域内的力并展开以防止裂纹扩展。

图1. 抗疲劳断裂水凝胶的设计原则；(a) PAA-G8水凝胶的制备示意图;

(b) 拉伸至临界裂纹扩展点前后的PAA，PEG-G8和PAA-G8水凝胶的网络结构示意图

本文表明水凝胶的宏观变形主要是由于渗滤的非结构化聚合物的伸展而不是多蛋白交联剂的伸展，因为交联剂被机械地绕开了。而当非结构化链被大大收紧的时候，力才会传递到多蛋白交联剂上。即使在应变很大的时候，多蛋白交联剂的伸展也很小。这样可以防止蛋白质结构域在拉伸过程中展开，并允许它们在高应变下保持折叠状态。因此，水凝胶在拉伸时显示出低滞后性。这些折叠的蛋白质结构域仍可以在应力集中的裂纹区域展开，以有效地防止裂纹扩展，从而使水凝胶具有较高的抗疲劳性。

上述产品仅用于科研，不可用于人体实验！

小编：wyf  2020.10.27