随着资源日趋紧张，如何以绿色可再生的生物质资源为基础，发展综合性能良好的功能性聚合物材料是目前面临的挑战。淀粉具有来源丰富、可再生、能降解、价格低廉、无毒、生物相容性好等优点而备受关注。由于其上述特点，近年来淀粉被不断的研究开发以满足可持续发展要求。然而淀粉的机械性能往往较差，单一成分的淀粉不适合在柔性电子器件、软体机器人等领域的应用。
天津大学郑
俊萍教授、德州学院赵
静副教授
等基于上述问题，以淀粉为基体开展了深入的研究。淀粉具有大量的羟基基团，能够形成氢键网络，然而，其力学性能仍然不够理想。为此，通过聚丙烯酰胺
以及构筑大量
氢键
设计
得到了一种双网络淀粉基水凝胶。借助于分子链的卷曲和丰富的氢键，凝胶的伸长率能达到
36000%
仍不断裂。进一步以微量共价键共价交联，共价键与氢键相结合的形式将高可拉伸水凝胶的强度提高到
0.28 MPa
。此外，得到的水凝胶具有优异的耐低温性能
、
黏附性能
和
保湿性能，能够在苛刻的条件下应用于身体健康的实时监测，显示了其潜在应用性能。该研究工作对设计超高可拉伸的聚合物材料提供了重要参考。
图
1.
淀粉基水凝胶：（
a-b
）快速成型，（
c
）透明，（
d-f
）超高可拉伸性能及（
g-h
）耐低温性能。
图
2.
淀粉基水凝胶：（
a-c
）力学性能和（
d-g
）氢键相互作用。
以上研究成果以
“Extremely Ultrahigh Stretchable Starch-Based Hydrogels with Continuous Hydrogen Bonding”
为题，发表在《
Advanced Functional Materials
》（
DOI: 10.1002/adfm.202415530
）上。德州学院赵静
博士
、陈然、程东敏、杨薪贻、张红
博士
等为论文共同作者，郑俊萍教授和胡若飞副教授为论文共同通讯作者。
论文链接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202415530
作者介绍：
郑俊萍
：
天津大学英才教授，教育部新世纪优秀人才。主要从事功能高分子材料、聚合物纳米复合材料的研究工作。先后主持了国家自然科学基金和省部级项目
30
余项。发表
SCI
收录论文
100
余篇，已获得授权中国发明专利
47
项。
赵静
：德州学院副教授，毕业于山东大学化学化工学院，主要从事功能性聚合物的研究工作，主持山东省自然科学基金两项，研究成果以一作和通讯在
Advanced Materials
等期刊发表
SCI
论文二十余篇。
相关进展
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