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High-strength hydrogels:Fabrication,reinforcement mechanisms,and applications

Nano Research 2023年第2期16卷 3475-3515页

作者： Heyuan Huang Zhicheng Dong Xiaoyang Ren Ben Jia Guowei Li Shaowen Zhou Xin Zhao Wenzhi Wang School of Aeronautics Northwestern Polytechnical UniversityXi’an 710072China School of Civil Aviation Northwestern Polytechnical UniversityXi’an 710072China State Key Laboratory for Mechanical Behavior of materials Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China Department of Periodontology College of StomatologyXi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China

With the continuous appearance and expansion of high-strength hydrogels in emerging fields such as industry,medicine,and green development,the synthesis and application of high-strength hydrogels have developed dramatically and achieved remarkable results from the aspects of raw materials,preparation methods,and reinforcement ***,there is still a lack of systematic reviews on high-strength ***,we first discuss the advantages of natural and synthetic materials,and the characteristics of high-strength hydrogels prepared from different raw materials;we then expound on the influence mechanism of physical interactions or chemical bonds on the strength of the hydrogel from three aspects:physical cross-linking,chemical cross-linking,and dynamic chemical cross-linking;at last,we systematically expound the strengthening strategies,including double network/multi-network,nanocomposite,topology,supramolecular polymerization,and characteristics and strengthening mechanisms of such high-strength *** addition,based on the development status of high-strength hydrogels,we combined the application requirements and the existing drawbacks of high-strength hydrogels to propose their possible development directions in the future.

关键词： high-strength hydrogels raw materials for hydrogels cross-linking methods strengthening strategies applications

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