磁性取向GO复合水凝胶

强韧低摩仿生软骨

通过引入磁取向氧化石墨烯纳米杂化物,在保持高含水量和低渗透性的同时,增强了水凝胶的承载能力和减摩特性,打破传统水凝胶机械强度与摩擦学性能的此消彼长。

张新月 · Chen, Qin · 陈凯 · 方海燕 · Hongyu, Zhang · 张德坤 · 葛世荣

Tribology International 2026

参数信息

压缩强度
7.1 MPa
拉伸强度
11.0 MPa
断裂应变
453 %
含水量
68.34 %
渗透率
4.28×10⁻¹⁵ m⁴·N⁻¹·s⁻¹

技术优势

强度与润滑兼得

通过磁性纳米粒子诱导网络取向,形成类似软骨的水平有序结构,使水凝胶在承受高载荷的同时保持极低摩擦。

接近软骨的润滑性

摩擦系数低至0.033,接近天然软骨水平,可显著降低接触面的摩擦磨损。

高含水量低渗透

含水量68.34%且渗透率低至4.28×10⁻¹⁵ m⁴·N⁻¹·s⁻¹,既能保持润滑所需的流体环境,又能防止液体过度流失。

力学性能媲美软组织

压缩强度7.1 MPa、拉伸强度11.0 MPa、断裂应变453%,与天然软组织力学性能相近,可望用于软组织替代。

应用场景