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  近年來，可持續全纖維基水凝膠引起了研究者的廣泛關注，然而由于纖維素本身的特性，全纖維素基水凝膠的低應變始終制約其進一步的應用。近日，為了解決這一問題，不列顛哥倫比亞大學Feng Jiang團隊通過使用高碘酸氧化而后再還原的方法，將纖維素糖環轉化為帶有大量羥基的高分子鏈（圖1），從而實現了一種拉伸率高達40000%的全纖維素水凝膠。該水凝膠同時也具有近乎100%的自修復能力（圖2）。同時，高拉伸性賦予了該水凝膠原位形成高強度纖維素纖維的能力（圖3）。該水凝膠也可以作為應變傳感器檢測人體運動，并可以作為可持續生物電極監測人體生理信號（圖4）。

圖1. 全纖維素水凝膠的設計機理。

圖2. 全纖維素水凝膠的自愈合性能。

圖3. 全纖維素水凝膠的高拉伸性與纖維的原位形成。

圖4. 全纖維素水凝膠作為應變傳感器和生物電極。

  總之，本文通過開環氧化還原的方式成功了調控了纖維素內部的氫鍵結構，實現了纖維素糖環單元從環到鏈的轉化，并且成功制備了應變高于40000%的全纖維素水凝膠。這為纖維素基水凝膠的發展拓寬了方向。

  該工作以“All-cellulose hydrogel with ultrahigh stretchability exceeding 40000%”為題發表在《Materials Today》上（Mater. Today 2024，just accepted）。文章第一作者是不列顛哥倫比亞大學Sustainable Functional Biomaterials Lab已畢業的碩士生Yifan Zhang和博士生Xia Sun。不列顛哥倫比亞大學林學院木材科學系Feng Jiang教授為論文的唯一通訊作者。不列顛哥倫比亞大學林學院木材科學系Sustainable Functional Biomaterials Lab為論文的第一通訊單位。

  全文鏈接：Y. Zhang, X. Sun, Y. Ye, H. Oguzlu, Y. Zhu, J. Zhu, K. Le, P. Yang, F. Jiang, Mater. Today 2024.

  https://doi.org/10.1016/j.mattod.2024.02.007

  下載：All-cellulose hydrogel with ultrahigh stretchability exceeding 40000%