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纳米级杂化交联和宏观纤维增强硬、韧、弹性水凝胶复合材料的设计
Shaoting林，Changyong曹，启明创投王,马克冈萨雷斯，约翰·杜波，Xuanhe赵
水凝胶的应用通常受到其薄弱力学性能的限制。尽管近年来在研制坚韧水凝胶方面取得了很大的进展，但要在合成水凝胶中同时达到较高的拉伸性、韧性和模量仍然具有挑战性。在此，我们报告了一种新的设计范式僵硬，坚韧，有弹性纳米级杂化交联和宏观纤维增强相结合的水凝胶。合成的水凝胶，尽管含有80%的水，但可以实现极高的韧性(>30 kmm -2)，高模量(>6 MPa)，即使存在较大的结构缺陷，也可以拉伸超过2.8倍-这是合成水凝胶前所未有的机械性能。
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评论
非常有趣的工作。
非常有趣的工作。将多种能量耗散机制整合到单一材料体系中，实现水凝胶的极限韧性。除了纸上的方形图案，你还试过其他图案吗?纤维和水凝胶之间的键是什么?
谢谢,
余杭
亲爱的余杭,
亲爱的余杭,
非常感谢你对这项工作的兴趣和精彩的问题。
为了说明这个想法，我们在本文中只尝试了方形网格。但是，由于打印不同网格的过程是相同的，但由不同的CAD文件指导，我们希望3D打印机可以构建各种类型的网格，以供未来的研究。特别是，由于3D打印机已经上市(Makerbot， ~ 3000美元)，我们鼓励有兴趣的团体尝试它。
在目前的复合材料中，凝胶与纤维网之间的结合较弱。在预测断裂能的理论中(Eq. 5和6)，我们实际上忽略了凝胶与纤维之间的粘附。凝胶与纤维之间的界面设计也是未来研究的一个重要方面。谢谢,Shaoting