西南林大杜官本教授、杨龙研究员团队 JB&B：利用竹纤维素基碳纳米材料抑制裂纹扩展制备具有粘附性能的超强超韧水凝胶

本文介绍了西南林业大学杜官本教授、杨龙研究员团队在Journal of Bioresources and Bioproducts上发表的研究成果。该研究通过酸酐功能化的竹纤维碳化获得竹纤维素衍生碳纳米材料（C-BCN），并将其引入丙烯酰胺前驱体溶液中，合成出超强韧、抗疲劳且导电的水凝胶（PAM-C-BCN）。研究背景指出传统水凝胶力学性能不足，限制了其在高强度应用中的使用。研究目的是通过构建分层能量耗散结构和多尺度应力传递能力的水凝胶，解决传统水凝胶在机械载荷下的结构劣势。实验结果表明，PAM-C-BCN水凝胶的力学性能显著提升，断裂强度达363 kPa，断裂伸长率约为2254%，断裂能为30 kJ/m2，韧性达3.0 MJ/m3。此外，C-BCN展现出优异的裂纹扩展抑制能力，为构建兼具高韧性与高伸展性的水凝胶提供了有益的设计思路和理论指导。