具有按需自增强能力的无损韧化水凝胶
材料科学
2021-04-02 v1 软凝聚态物质
化学物理
摘要
大多数韧化水凝胶通过引入可耗散输入能量的牺牲结构来实现增强。然而，由于牺牲性损伤无法瞬时恢复，这些凝胶在连续循环加载过程中的韧性会大幅下降。本文提出一种利用应变诱导结晶（SIC）的水凝胶无损增强新策略。在具有自由可动交联点的滑环（SR）凝胶中，晶体随拉伸与松弛反复形成与破坏，从而在连续两次 11 倍加载-卸载循环之间实现 5.5–25.2 MJ/m 的优异韧性以及 87%–95% 的伸长能瞬时恢复。此外，SIC 在应变放大与应力集中发生的裂纹尖端区域“按需”出现，并迫使裂纹向侧向扩展。这种瞬时可逆的韧化水凝胶有望作为人工结缔组织（如肌腱和韧带）的应用候选材料。
引用
@article{arxiv.2104.00450,
title = {Damageless Tough Hydrogels with On-demand Self-reinforcement},
author = {Chang Liu and Takeshi Fujiyabu and Naoya Morimoto and Lan Jiang and Hideaki Yokoyama and Takamasa Sakai and Koichi Mayumi and Kohzo Ito},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.00450},
year = {2021}
}
备注
33 pages, 9 figures