纤维素基交联剂定制智能水凝胶：实现优异力学性能与自适应染料去除控制

《Journal of Polymer Science》：Cellulose-Based Crosslinker Tailored Smart Hydrogel: Unlocking Excellent Mechanical Properties and Adaptive Dye Removal Control

本研究针对聚两性电解质水凝胶PAAD在染料吸附过程中易断裂的力学性能缺陷，开发了一种新型纤维素基交联剂。该设计通过构建刚性骨架和可重构物理缠结网络，使水凝胶断裂强度和伸长率分别提升195.70%和360.65%，同时赋予其能量耗散、抗疲劳和自修复特性。该温度敏感性水凝胶在UCST（最高临界溶解温度）后对阴阳离子染料吸附能力显著增强，为智能吸附材料开发提供新策略。

　　

聚两性电解质（Polyampholyte）水凝胶PAAD（由丙烯酰胺、丙烯酸和[2-（甲基丙烯酰氧基）乙基]二甲基-（3-磺丙基）氢氧化铵共聚而成）虽在染料吸附领域前景广阔，但其力学性能较差易导致吸附过程中破裂。研究人员设计的新型纤维素基交联剂，通过在PAAD基质中同时构建刚性化学交联骨架和可重构物理缠结网络，使水凝胶断裂强度与断裂伸长率分别提升近195.70%和360.65%。物理缠结在形变过程中解缠并在形变后重新缠结的特性，赋予水凝胶高效能量耗散、抗疲劳及自恢复能力，而高刚性化学交联骨架则保障应力下的形状稳定性。该水凝胶可作为阴阳离子染料的可控吸附材料，其温度敏感特性使吸附容量在达到UCST（最高临界溶解温度）后显著提升。