Традиционные гидрогели обычно обладают плохими механическими характеристиками из-за недостаточного рассеяния энергии, что ограничивает их применение в биоинженерии и гибкой электронике. В данном исследовании использовано синергетическое действие гидрофобных взаимодействий (кополимеры полиакриламида-метакрилата лаурила с мицеллами додецилсульфата натрия) и ионной сшивки (κ-карарагинан с ионами калия) для создания серии физических двухсеточных гидрогелей. Систематически изучено влияние соотношения двух сетей сшивки на микроструктуру гидрогеля, механические свойства, динамические реологические характеристики и давлениечувствительный отклик. Обнаружено, что при содержании κ-карарагинана 1,6% масс. и акриламида 16% масс. полученный гидрогель демонстрирует лучшие комплексные свойства: прочность на сжатие достигает 4,7 МПа при 90% деформации, плотность рассеяния энергии составляет 281,2 кДж/м³, и после 10 циклов сжатия гидрогель практически восстанавливает исходную высоту. При постоянном напряжении 1 В гидрогель демонстрирует чувствительный и стабильный пиезорезистивный отклик (относительное изменение сопротивления ΔR/R₀ достигает -0,8 при первом цикле сжатия) и способен преобразовывать сжимающую деформацию в электрический сигнал в реальном времени. Работа предлагает новый подход к разработке полностью физических двухсеточных гидрогелей с высокой механической прочностью, отличной упругостью и чувствительным пиезорезистивным откликом.

двухсеточный гидрогель; гидрофобные взаимодействия; ионная сшивка; пиезорезистивное сенсорное восприятие