Nature communications · 2022
Superstretchable, yet stiff, fatigue-resistant ligament-like elastomers.
СтатьяПоддержка исследования: вне правительства СШАНазвание и аннотация: Перевод в очереди
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…
Ошибки и ограничения
История · было → стало
Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.
Li Mengxue, Chen Lili, Li Yiran, Dai Xiaobin, Jin Zhekai, Zhang Yucheng, Feng Wenwen, Yan Li-Tang, Cao Yi, Wang Chao
Аннотация
Ligaments are flexible and stiff tissues around joints to support body movements, showing superior toughness and fatigue-resistance. Such a combination of mechanical properties is rarely seen in synthetic elastomers because stretchability, stiffness, toughness, and fatigue resistance are seemingly incompatible in materials design. Here we resolve this long-standing mismatch through a hierarchical crosslinking design. The obtained elastomer can endure 30,000% stretch and exhibit a Young's modulus of 18 MPa and toughness of 228 MJ m-3, outperforming all the reported synthetic elastomers. Furthermore, the fatigue threshold is as high as 2,682 J m-2, the same order of magnitude as the ligaments (~1,000 J m-2). We reveal that the dynamic double-crosslinking network composed of Li+-O interactions and PMMA nanoaggregates allows for a hierarchical energy dissipation, enabling the elastomers as artificial ligaments in soft robotics.