Tough and flexible conductive triple network hydrogels based on agarose/polyacrylamide/polyvinyl alcohol and poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate

Abstract

V této práci prezentujeme snadnou a hospodárnou metodu přípravy vodivých hydrogelů s trojitou sítí (matricí) založené na agaróze (Ag), polyakrylamidu (PAM) a polyvinylalkoholu (PVA) s kombinací fyzikálního a chemického síťování. Vodivost byla zajištěna pomocí přidávání poly(3,4-ethylendioxythiofen):polystyrensulfonátu (PEDOT:PSS) do matrice s trojitou sítí (Ag-PAM-PVA). Všechny hydrogely byly v nabobtnaném stavu homegenní a přidání PEDOT:PSS neovlivnilo významně morfologii na mikroškále (jak ukázala světelná mikroskopie a kryogenní nízkovakuová SEM). V nanoškále maloúhlový rentgenový rozptyl ukázal určité rozdíly mezi hydrogely s PEDOT:PSS a bez něj a také mezi hydrogely s matricí s dvojitou sítí a s trojitou sítí. Mechanické vlastnosti v tahu a v tlaku byly při nižší koncentraci PEDOT:PSS zlepšeny, s nejvyšší pevností v tahu 0.47 MPa při relativním prodloužení 119 %. Všechny hydrogely vykazovaly vodivost v rozsahu 0.3 - 1.5 mS/cm, který je srovnatelný s vodivostí kožních tkání, a tedy mohou být snadno optimalizovány pro použití v biosenzorech a jiných zařízeních souvisejících s kožními/vnitřními tkáněmi.