Ultrasound Cavitation Enables Rapid, Initiator‐Free Fabrication of Tough Anti‐Freezing Hydrogels
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Hydrogels are often synthesized with thermal or photo‐initiated gelation, leaving alternative energy sources less explored. While ultrasound has been used for polymer synthesis and mechanochemistry, its application through cavitation for hydrogel synthesis as a constructive force is rare, and the underlying sonochemical mechanisms are poorly understood. Here, the application and mechanism of ultrasound cavitation for rapid, initiator‐free, and oxygen‐tolerant fabrication of tough anti‐freezing hydrogels is reported. By incorporating polyol solvents and interpenetrating polymers into the gelling solution, radical generation is amplified and network formation is enhanced. Using tough polyacrylamide‐alginate hydrogels as a model system, rapid gelation (as fast as 2 minutes) and high fracture toughness (up to 600 J m − 2 ) is demonstrated. By varying ultrasound intensity, crosslinker‐to‐monomer ratio, and glycerol concentration, the synthesis‐structure‐property relation is established for the resulting sonogels and the underlying mechanism is uncovered using combined molecular, optical, and mechanical testing techniques. The coupling of gelation and convection under ultrasound results in sonogels with unique structural and mechanical properties. Additionally, the fabrication of hydrogel constructs is demonstrated using both non‐focused and high‐intensity focused ultrasound. This work establishes a foundation for ultrasound‐driven sono‐fabrication and highlights new avenues in soft materials, advanced manufacturing, bioadhesives, and tissue engineering.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».