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通过霍夫迈斯特效应具有广泛可调力学性能的聚乙烯醇水凝胶( Poly(vinyl alcohol) Hydrogels with Broad-Range Tunable Mechanical Properties via the Hofmeister Effect )
S Wu M Hua Y Alsaid Y Du X He Hofmeister effect ions poly(vinyl alcohol) tough hydrogels tunable mechanical properties
水凝胶在软机器人、组织工程、可植入电子学等领域有着广泛的应用，但往往需要对水凝胶的力学性能进行复杂的调整以满足特定的要求。例如，软机器人需要坚韧的水凝胶；干细胞培养需要不同的组织匹配模数；神经元探针需要动态可调的模量。本文报道了一种基于Hofmeister效应通过离子调节聚合物链的聚集状态来可逆地改变水凝胶力学性能的策略。以聚二甲基硅氧烷、合成橡胶、天然蜘蛛丝等人工合成聚合物为原料，制备了韧性为150±20MJ·m-3)的超塑聚乙烯醇(PVA)水凝胶。在不同离子的作用下，水凝胶的各种力学性能在大窗口范围内连续可逆地原位调制：抗拉强度在50±9kPa～15±1MPa之间，韧性在0.0167±0.003～150±20MJ·m-3之间，伸长率在300±100%～2100±300%之间，模量在24±2～2500±140kPa之间。重要的是，这些离子只是凝胶的触发和性能调节剂，不一定需要留在凝胶中，保持了PVA的高生物相容性，没有过量的离子。该策略具有高的机械性能和广泛的动态可调性，为从生物医学到可穿戴电子的广泛应用提供了一个通用平台。
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