米兰体育

网易米兰体育 > > 正文

《‌‌JBB》广西大学赵辉/福建农林廖光福:仿生多网络架构实现光子水凝胶中光学与机械性能的解耦

0
分享至



基于纤维素纳米晶(CNCs)的机械着色光子水凝胶面临着结构颜色鲜艳度与机械强度之间的矛盾。受海兔虹彩色素的启发,研究团队设计了多网络协同策略以克服这一难题。通过共组装、前驱体渗透和热聚合反应,成功制备出CNC/聚丙烯酰胺/水性聚氨酯(CPW)复合水凝胶。该体系将葡萄糖修饰的CNC(gCNC)手性模板嵌入互穿弹性基质中,形成三重网络结构。动态氢键作用在保持结构有序性的同时赋予材料优异的力学性能(拉伸强度420 kPa,延伸率821%)。因此,该水凝胶在拉伸时可实现从近红外到全可见光谱范围的可逆颜色转换,反射峰波长介于467至670 nm之间。本研究展示了其在定制化信息加密领域的应用潜力:编码图案可在特定应变条件下精准显现,并具备良好的循环耐久性。这不仅为设计智能响应材料提供了独特的仿生范式,更为生物基光子材料在先进及极端环境中的实际应用迈出了关键一步。



图1. 对于纤维素纳米晶体/葡萄糖改性纤维素纳米晶体(CNC/gCNC)薄膜系列:(a)结构示意图;(b)傅里叶变换红外光谱(FT-IR);(c)拉曼光谱;(d)X射线衍射(XRD)图谱;(e)不同一水葡萄糖(Glc·H₂O)含量复合材料在自然光下的照片。随着Glc·H₂O含量的增加,这些复合材料分别称为gCNC₁、gCNC₂、gCNC₃、gCNC₄和gCNC₅。


图2. gCNC复合材料的照片,左侧为相应的偏振显微镜(POM)图像(比例尺=200 μm),右侧为横截面扫描电子显微镜(SEM)图像(比例尺=200 nm)。面板(a)–(f)分别代表CNC、gCNC1、gCNC2、gCNC3、gCNC4和gCNC5。


图3。(a)CNC/聚丙烯酰胺/水性聚氨酯(CNC/PAAm/ WPU , CPW)复合水凝胶的示意图;(b)聚丙烯酰胺(PAAm)、CNC/聚丙烯酰胺(CNC/PAAm,CP)及 CPW 水凝胶的应力-应变曲线;(c、d)水性聚氨酯(WPU)、PAAm、CP及 CPW 复合材料的傅里叶变换红外光谱;(e、f)CP在不同温度下的傅里叶变换红外光谱;(g、h)CPW2在不同温度下的傅里叶变换红外光谱;PAAm、CP及含8%质量分数 WPU 的 CPW 中CPW2的流变学表征:(i)频率扫描曲线;(j)振幅扫描曲线;(k)CNC、gCNC及CPW2的 XRD 图谱。


图4。(a) CPW 复合水凝胶拉伸响应机制示意图;(b)复合水凝胶在自然光下拉伸时的颜色变化过程;(c)不同应变水平下的偏振显微镜(POM)图像;(d)gCNC1与 CPW 复合水凝胶断裂面的扫描电子显微镜(SEM)图像;(e)不同应变下的可见光反射光谱及对应的CIE 1931色度图;(g)复合水凝胶在不同拉伸状态下色调(H)的变化;(h)拉伸响应型结构彩色水凝胶的颜色再现性测试;二维广角X射线衍射(2D- WAXD):CPW2水凝胶在(i)0%、(j)50%和(k)100%应变下的衍射图谱,以及(l)不同应变下的对应衍射图谱。


图5。(a) CPW 结构色编码水凝胶制备工艺示意图;(b)分别展示编码gCNC薄膜(左二)、未拉伸状态(右二)及拉伸状态(最右)的图像。


期刊:Journal of Bioresources and Bioproducts

题目:Decoupling optical and mechanical trade-offs in photonic hydrogels via bioinspired multi-network architecture

作者:Daoming Wang, Xuyang Zou, Xusheng Wang, Guangfu Liao, Kejin Jiang, Shanshan Dong, Han Xu, Jianhua Xiong, Peng Li, Zhenming Chen, Junheng Pan, Hengchong Shi, Qingshan Duan, Shuangfei Wang, Hui Zhao

接受日期:First published: 12 May 2026

原文链接://doi.org/10.1016/j.jobab.2026.100265

来源:发光材料与器件应用

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
多名院士呼吁停止食用:高胆固醇“加速器”,上了年纪尽早戒掉

多名院士呼吁停止食用:高胆固醇“加速器”,上了年纪尽早戒掉

健康科普365
2026-11-08 18:30:10
男子因不愿意付饭费,将同伴碾压身亡;约定和解,给死者家属的37万赔偿款用自建房抵偿,却无法操作;法院判了

男子因不愿意付饭费,将同伴碾压身亡;约定和解,给死者家属的37万赔偿款用自建房抵偿,却无法操作;法院判了

环球网资讯
2026-11-13 09:01:07
越南前领导人黎笋的长子黎坚诚曾在采访中,当年父亲之所以对中国采取强硬行动,是因为越南高层认为自己已经凑齐了三张足以取胜的“底牌”

越南前领导人黎笋的长子黎坚诚曾在采访中,当年父亲之所以对中国采取强硬行动,是因为越南高层认为自己已经凑齐了三张足以取胜的“底牌”

回京历史梦
2026-10-06 16:50:21
以色列一夜生变,伊朗与12国通话,美国急喊中国帮忙,中东要变天

以色列一夜生变,伊朗与12国通话,美国急喊中国帮忙,中东要变天

关权教授聊经济
2026-11-12 22:19:08
“成功打破僵局”,泽连斯基:欧洲将直接参与下一轮乌美俄会谈,俄总统助理:普京支持构建未来欧洲安全体系

“成功打破僵局”,泽连斯基:欧洲将直接参与下一轮乌美俄会谈,俄总统助理:普京支持构建未来欧洲安全体系

每日经济米兰体育-米兰(中国)官网
2026-11-13 23:02:49
黄仁勋女儿,没戏了?

黄仁勋女儿,没戏了?

中国米兰体育-米兰(中国)官网周刊
2026-11-13 13:45:27
彻底谈崩!俄罗斯,释放重磅信号!

彻底谈崩!俄罗斯,释放重磅信号!

大嘴说天下
2026-11-13 20:31:33
7266次列车工作人员违规收取补票费,官方回应

7266次列车工作人员违规收取补票费,官方回应

澎湃米兰体育-米兰(中国)官网
2026-11-13 21:59:05
日本为什么忌惮朝鲜!第一,朝鲜境内没有日企,人家不稀罕。第二,朝鲜人也不用日本的东西,你在朝鲜也几乎看不见日货

日本为什么忌惮朝鲜!第一,朝鲜境内没有日企,人家不稀罕。第二,朝鲜人也不用日本的东西,你在朝鲜也几乎看不见日货

扶苏聊历史
2026-10-11 11:35:08
“真是个该死的失败者”!萨巴伦卡的困局到底是什么?

“真是个该死的失败者”!萨巴伦卡的困局到底是什么?

全网球APP
2026-11-13 22:11:56
问题是保命,不是别的

问题是保命,不是别的

求实处
2026-11-13 23:57:53
异性越界的前兆,不是肢体接触,而是女人这份无声的默许

异性越界的前兆,不是肢体接触,而是女人这份无声的默许

新时代的两性情感
2026-11-14 00:09:45
土耳其人:这么贵的东西中国人天天当水喝?真是羡慕中国人!

土耳其人:这么贵的东西中国人天天当水喝?真是羡慕中国人!

抽象派大师
2026-11-10 18:27:26
俄方长期将战损列为国家机密,黑客却泄露出记录:近40万俄罗斯人在俄乌冲突中丧生

俄方长期将战损列为国家机密,黑客却泄露出记录:近40万俄罗斯人在俄乌冲突中丧生

14号观星辰
2026-11-09 18:14:49
浅蓝挂脖吊带搭配同色系瑜伽裤,干净配色衬出柔和流畅的身体线条

浅蓝挂脖吊带搭配同色系瑜伽裤,干净配色衬出柔和流畅的身体线条

只要高兴就好
2026-10-31 10:33:18
血栓和喝水有关?医生发现:越喜欢睡前喝水的老人,越容易有这些

血栓和喝水有关?医生发现:越喜欢睡前喝水的老人,越容易有这些

华庭讲美食
2026-11-10 04:38:58
原来刘欢是这样的人!卢露发8千字长文,看到致谢名单直接泪奔

原来刘欢是这样的人!卢露发8千字长文,看到致谢名单直接泪奔

白面书誏
2026-11-13 18:03:01
1974年,张茜肺癌病危,临终前严厉叮嘱三个儿子:丛军未成家立业之前,谁都不准分家

1974年,张茜肺癌病危,临终前严厉叮嘱三个儿子:丛军未成家立业之前,谁都不准分家

人生录
2026-10-28 00:35:05
英国前首相卡梅伦向现任首相伯纳姆建言:不要挑起重返欧盟的争论

英国前首相卡梅伦向现任首相伯纳姆建言:不要挑起重返欧盟的争论

参考消息
2026-11-12 17:16:11
西安事变中最具争议的一步,就是张学良送蒋介石回南京,后人笑他天真;毛泽东却看透了:若不走这一步,就谈不上和平解决

西安事变中最具争议的一步,就是张学良送蒋介石回南京,后人笑他天真;毛泽东却看透了:若不走这一步,就谈不上和平解决

人生录
2026-11-13 00:05:15
2026-11-14 01:35:00
高分子材料科学 incentive-icons
高分子材料科学
学习《高分子材料科学》进展
2872文章数 6504关注度
往期回顾 全部

黄仁勋辞职,马斯克们抱不平!

牛弹琴:黄仁勋黯然辞职 至少释放三重信号

牛弹琴:黄仁勋黯然辞职 至少释放三重信号

28年前的“点球罪人”,把冠军带回大连

陈晓楠对话厉娜和许飞引全网热议

72岁王健林重回“一号位”

限时权益价8.88万 吉利星愿STAR限定系列发布

态度原创

十年长草!三亚这个豪宅盘,爆出新消息!

鞠婧祎代言 荣耀700系列四款高颜值配色公布:全系标配原生AI背屏

满电开躁!11月16日,航嘉满电青年计划约你西南交大见!

幼儿园3年减少5.73万所

无障碍浏览 进入关怀版