水凝胶是一种以水为分散介质的聚合物网络,在组织工程、药物释放控制、智能可穿戴、软电子等前沿领域受到广泛关注。但水凝胶通常机械强度低,韧性差,变形能力差。当受到加载应变作用时,由于链缠结的释放、悬垂链的松弛和化学键的断裂导致能量耗散,水凝胶不能迅速恢复到初始状态(残余应变大,弹性差)。高韧性(大应力和应变)和低迟滞往往难以同时实现。
仿生结构设计能够有效弥补人工材料韧性和强度无法兼顾这一缺陷。然而,当前仿生材料的性能却相当有限,虽然不乏报道了断裂韧性和强度均比天然珍珠母更高的人工结构陶瓷,但这主要得益于其原材料的固有性能而非多级次结构设计。人工仿生材料结构设计带来的性能增强幅度远不如天然珍珠母。
触觉传感器在仿生机器人假肢的开发中发挥着至关重要的作用,特别是在提供触觉反馈方面。然而,现有的传感技术在高压下的灵敏度和对非平坦工作表面的适应性方面仍然存在不足。此外,触觉传感器的制造通常需要复杂且昂贵的制造工艺,限制了其广泛应用。
近日,应国际著名学术期刊Science邀请,江苏大学材料科学与工程学院潘国庆教授、苏州大学医学院李斌教授合作撰写的前瞻性文章”A dynamic biointerface controls mussel adhesion “ 在 Science 上发表。
开发高性能的功能性仿生水凝胶前景广阔,但仍极具挑战性。本文通过一种简便、可扩展的单向冷冻后盐析的方法,制造出一种由"废弃"MXene沉积物(MS)和仿生孔隙组成的水凝胶。通过将蜂窝状有序、多孔结构、高导电的MS和水整合在一起,电磁干扰(EMI)屏蔽效能在X波段高达90 dB,在超宽带千兆赫波段(8.2-40 GHz)可达到40 dB以上。由于制备的水凝胶具有稳定的框架,使得水对EMI屏蔽性能的影响