Traditionelle Hydrogele weisen aufgrund unzureichender Energiedissipation meist schlechte mechanische Eigenschaften auf, was ihre Anwendung in der Bioingenieurwesen und flexiblen Elektronik einschränkt. Diese Studie nutzt die synergistische Wirkung von hydrophoben Wechselwirkungen (Poly(acrylamid-laurylmethacrylat)-Copolymer mit Natriumdodecylsulfat-Mizellen) und ionischer Vernetzung (κ-Carrageen mit Kaliumionen), um eine Reihe von physikalisch vernetzten Doppelnetz-Hydrogelen zu konstruieren. Es wurde systematisch der Einfluss des Verhältnisses der beiden Vernetzungsnetzwerke auf die mikroskopische Morphologie, mechanischen Eigenschaften, dynamisches rheologisches Verhalten und drucksensitiven Antwort des Gels untersucht. Es wurde festgestellt, dass bei einem Gehalt von 1,6 Gew.-% κ-Carrageen und 16 Gew.-% Acrylamid das resultierende Hydrogel die besten Gesamteigenschaften aufweist: Eine Druckfestigkeit von 4,7 MPa bei 90 % Kompressionsdehnung, eine Energiedissipationsdichte von 281,2 kJ/m³ und nach 10 Kompressionszyklen kann es nahezu auf die ursprüngliche Höhe zurückkehren. Unter konstanter Spannung von 1 V zeigt das Hydrogel eine empfindliche und stabile piezoresistive Reaktion (relative Widerstandsänderung ΔR/R₀ erreicht beim ersten Kompressionszyklus -0,8) und ist in der Lage, Kompressionsdehnung in Echtzeit in elektrische Signale umzuwandeln. Diese Arbeit bietet einen neuen Ansatz zur Entwicklung vollständig physikalisch vernetzter Doppelnetz-Hydrogele mit hoher mechanischer Festigkeit, ausgezeichneter Rückprallelastizität und empfindlicher piezoresistiver Reaktion.

Doppelnetz-Hydrogel; hydrophobe Wechselwirkungen; ionische Vernetzung; piezoresistive Sensorik