SCMs|正/负泊松比的排斥效应诱导的复合水凝胶在低应变下的刚性响应

水凝胶作为承载组织的替代产品引起了广泛关注。然而，与能够通过有限的变形来承受复杂载荷的承载组织不同，传统的水凝胶由于其柔软的特性，无法在低应变状态下表现出刚性响应。

近日，北京航空航天大学刘明杰教授、严昊副教授和许一超博士等人在Science China Materials发表研究论文，基于承载组织的软硬组分之间的协同作用，设计了采用软基质（正泊松比）和硬框架（负泊松比）的复合水凝胶。

本文要点：

1) 所制备的复合水凝胶刚度分别比基质和框架高18.9和4.2倍。相反，结合软基质（正泊松比）和框架（正泊松比）的设计对刚度增强有限。

2) 通过有限元分析，揭示了软基质与框架之间正、负泊松比斥力作用的内在机理。

本研究为今后设计基于软硬组分协同效应的复合水凝胶提供了思路。

文章信息

Shi W., Huang J., Zhou T., et al. A composite hydrogel exhibiting stiff response at low-strain regime by repulsion effect of positive/negative Poisson’s ratio. Sci. China Mater. (2023).

https://doi.org/10.1007/s40843-022-2336-y

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