具有高韧性和低滞后性的响应性微凝胶增强多重动态交联水凝胶，适用于生物电子传感器

《Biomacromolecules》：Responsive Microgel-Reinforced Multiple Dynamic Cross-Linked Hydrogels with High Toughness and Low Hysteresis for Bioelectronic Sensor

制备了微凝胶引入的B–N配位介导动态水凝胶，通过调控组分和pH优化力学性能，实现452.1 kPa拉伸强度和7.25压电灵敏度，兼具优异疲劳耐性和细胞相容性。

　　

董东东|梁玉斌|王强伟|孙硕|朱明明

物理科学学院，中国广东省东莞市大湾大学，邮编636498

通过将丙烯酰胺（AAm）原位共聚到苯硼酸功能化的微凝胶（MG(APBA)分散液中，制备出了含有微凝胶的B-N配位介导的水凝胶。其动态能量耗散机制源于拓扑缠结、可逆的B-N配位、多重氢键以及疏水相互作用，从而无需额外的化学交联剂即可形成坚固的网络结构。通过调节MG(APBA)和AAm的浓度以及pH值，可以精确优化其机械性能。优化后的水凝胶4MG(APBA)-35PAAm（pH 7.4）具有较高的拉伸强度（452.1 kPa）、断裂应变（2400%）、韧性（4075.7 kJ/m3），以及极低的滞后现象和优异的疲劳抗性。引入碳纳米管（CNT）后，该水凝胶表现出灵敏的机电响应特性：压敏系数（GF）为7.25，压力敏感度为1.65 kPa?1，并且能够稳定循环使用500次以上。此外，这种水凝胶具有细胞相容性，可实现实时运动检测和力场映射功能。本研究表明，微凝胶的增强作用以及协同的动态相互作用显著提升了水凝胶的机械性能和传感性能。