双螺旋架构水凝胶纤维

强韧兼备,可导电导向

通过双螺旋核结构协同增强强度与断裂韧性,实现组织匹配模量和多重响应功能,适用于生物医学与柔性电子。

Hao, Pu · Zha, Xiangjun · Cheng, Zhicheng · Ling, Tingxian · 黄坤兰 · 黄纪刚

Chemical Engineering Journal 2025

参数信息

断裂能
70.22 kJ/m²
韧性
10.37 MJ/m³
弹性模量
16.6 MPa
应变灵敏度
0.12
响应时间
608 ms
饱和磁化强度
15.59 emu/g

技术优势

强韧兼得

双螺旋核结构使纤维在保持高含水量的同时,断裂能达到70.22 kJ/m²、韧性10.37 MJ/m³,消除了强韧互斥的限制。

模量匹配组织

弹性模量16.6 MPa,与软骨和韧带相当,植入或接触组织时力学失配风险低。

实时关节监测

纤维具有离子导电性(GF=0.12,响应时间608 ms),可通过应变响应电信号实时监测人体关节运动。

磁控可导向

PDMS中掺杂Fe₃O₄使纤维具有超顺磁性(15.59 emu/g),可在磁场中程序化导航,便于微创递送。

应用场景