雖然水凝膠表現出優異的低摩擦性能,但它們的摩擦系數不能滿足生物學的要求,特別是在低滑動速度下。受動物、植物甚至微生物的自然潤滑機制的啟發,將非離子表面活性劑吐溫 80 引入生物友好的聚乙烯醇 (PVA) 水凝膠中,構建具有超潤滑的復合水凝膠。
這種組合使 PVA 水凝膠在極低的滑動速度 (0.01 mm/s) 下具有超低摩擦系數 (10-3 至 10-4)。吐溫 80 膠束和聚集體與疏水模具一起,在水凝膠表面產生粗糙表面和高碳含量,促進復合水凝膠的優異潤滑性能。除了理想的潤滑作用外,這種環保的復合水凝膠在零下溫度下還表現出優異的柔韌性、拉伸性能和良好的可回收性。此外,將吐溫 80 引入水凝膠以減少摩擦的方法在化學交聯的雙網絡水凝膠中也很有效。
圖 9. (a) PVA-H2O/GC/T80-Glass 水凝膠碎片重新加熱和重新成型以制造重新成型的水凝膠和 (b-c) PVA-H2O/GC/T80-Glass 水凝膠(原始)和(重新成型)的摩擦特性。
相關論文以題為Bioinspired, Recyclable, Stretchable Hydrogel with Boundary Ultralubrication發表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上。通訊作者是浙江大學杜淼副教授、宋義虎教授,共同作者有吳子良教授、鄭強教授等人。 |