通过工程化聚合物网络拓扑编程水凝胶粘附
软凝聚态物质
2023-04-07 v2
摘要
在许多新兴应用（从组织工程、软体机器人到可穿戴设备）中，人们期望水凝胶粘附能在大小、空间和时间上轻松调控。在合成材料中，这些复杂的粘附行为通常分别通过难以集成的机制与装置实现。在此，我们报道一种在合成水凝胶中体现多方面粘附可编程性的通用策略。通过设计水凝胶的表面网络拓扑，在水凝胶界面上形成导致截然不同粘附行为的超分子连接。不同拓扑连接的引入带来了动态可调、具有高分辨率空间可编程性的粘附，且不改变块体力学与化学。此外，连接的缔合实现了稳定且可调的粘附动力学，可定制以适应不同应用。我们阐明了支撑涌现可编程行为的链滑移、断裂与扩散的物理机制。随后我们将该策略集成到智能伤口贴、流体通道、药物洗脱装置和可重构软体机器人等多种器件设计中。我们的研究提供了一个简单而稳健的平台，其中多方面的粘附可控性可轻松集成到单一水凝胶网络设计中。
引用
@article{arxiv.2303.16262,
title = {Programming hydrogel adhesion with engineered polymer network topology},
author = {Zhen Yang and Guangyu Bao and Shuaibing Jiang and Xingwei Yang and Ran Huo and Xiang Ni and Luc Mongeau and Rong Long and Jianyu Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.16262},
year = {2023}
}