state (Extended Data Fig. 5 and Sup

state (Extended Data Fig. 5 and Supplementary Video 2). In the fully swollenstatetheadhesionstrengthisweakerbecausedetachingadsorbed chains is easier as a result of the higher swelling tension the adsorbed chainsarealreadyunder.Moreover,oncedetached,aswollenstrandis lesspronetoadsorbandstrand–strandexchangedissipationprocesses arehindered.Theadhesivejointmadebyadsorbingnanoparticles(Fig.1) ressembles a slice of a nanocomposite gel. Hence, a nanocomposite PDMA/silica gel can be considered to be a bulk model of the adhesive joint. The highly reduced deformation energy dissipation observed in a fully swollen nanocomposite gel seems to confirm the above inter- pretation of decrease of adhesion when the gel is swollen (Extended Data Fig. 5). The strong irreversible anchoring of once-adsorbed particles sug- geststheattractivepossibilityofself-repairingorre-positioningadhes- ivejoints.Figure3cshowsanexampleofajoint,whichwaspeeled,but that can recover its initial strength when the ribbons are brought back into contact and pressed with fingers for a few seconds, without any need to re-apply the glue. Particle solutions offer a simple method of gluing gels of different chemical nature, provided that the particle surface chemistry is prop- erly adjusted to allow adsorption on both gels. For example, using the TM-50silicasolution,arobustassemblyofS0.1andgelatinewasachieved (ExtendedDataFig.4).Inmanyapplications(suchasactuation),gluing gelsofdifferentratherthanidenticalchemicalnaturetogetherpresents advantages, such as the possibility of assembling gels with different rigidity, but similar equilibrium swelling. Such assemblies can with- stand swelling in excess water (Fig. 3d). In contrast, the swelling of a glued assembly of chemically identical gels with mismatched swelling capacities can lead to high, heterogeneous osmotic stresses near the interface, resulting in slow interfacial failure (Extended Data Fig. 4). Softbiologicaltissues,althoughtheyareincomparablymorecomplex, bothmechanicallyandosmotically,resemblegelsinmanyrespects.To test the gluing potential of nanoparticle solutions we cut two ribbons 45mm318mm33mmofcalfliver.Cutpiecesdonotadheretoeach other and cannot be glued by water at pH9. We spread 60ml of silica TM-50 solution on the cut surface (without any pre-treatment or special drying) to make a lap joint with overlap length l520mm.
After being pressed for 30s with a finger, the lap joint held strongly and could be manipulated with ease (Fig. 4a). Lap-shear adhesion tests on two livers yield adhesion energy Gadh

Kết quả (Việt) 1:

bang (mở rộng dữ liệu hình 5 và bổ sung Video 2). Trong chuỗi đầy đủ swollenstatetheadhesionstrengthisweakerbecausedetachingadsorbed là dễ dàng hơn là kết quả của sự căng thẳng cao sưng adsorbed chainsarealreadyunder. Hơn nữa, oncedetached, aswollenstrandis lesspronetoadsorbandstrand-strandexchangedissipationprocesses arehindered. Theadhesivejointmadebyadsorbingnanoparticles(fig.1) ressembles một lát nanocomposite một gel. Do đó, một nanocomposite PDMA/đệm bằng silica gel có thể được coi là một mô hình với số lượng lớn của chất kết dính khớp. Cao giảm biến dạng năng lượng tản quan sát thấy trong một gel sưng lên đầy đủ nanocomposite dường như xác nhận ở trên inter-pretation của giảm độ bám dính khi gel sưng (mở rộng dữ liệu hình 5). Các mạnh mẽ không thể đảo ngược thả neo của một lần-adsorbed hạt sug-geststheattractivepossibilityofself-repairingorre-positioningadhes-ivejoints. Figure3cshowsanexampleofajoint, whichwaspeeled, nhưng mà có thể phục hồi sức mạnh ban đầu của nó khi các băng được đưa trở lại vào số liên lạc và ép với ngón tay cho một vài giây nữa, mà không có bất kỳ cần phải tái áp dụng keo. Hạt giải pháp cung cấp một phương pháp đơn giản dán gel của bản chất hóa học khác nhau, với điều kiện là hóa học bề mặt hạt là prop-erly điều chỉnh để cho phép hấp phụ trên cả hai gel. Ví dụ, bằng cách sử dụng TM-50silicasolution, arobustassemblyofS0.1andgelatinewasachieved (ExtendedDataFig.4). Inmanyapplications (suchasactuation), dán gelsofdifferentratherthanidenticalchemicalnaturetogetherpresents lợi thế, chẳng hạn như khả năng lắp ráp gel với độ cứng khác nhau, nhưng tương tự như cân bằng sưng. Hội đồng như vậy có thể với trụ sưng trong nước dư thừa (hình 3d). Ngược lại, sưng một lắp ráp tấm gel hóa học giống hệt nhau với dung lượng không khớp sưng có thể dẫn đến cao, không đồng nhất osmotic căng thẳng gần giao diện, dẫn đến thất bại interfacial chậm (mở rộng dữ liệu hình 4). Softbiologicaltissues, althoughtheyareincomparablymorecomplex, bothmechanicallyandosmotically, resemblegelsinmanyrespects. Để kiểm tra khả năng gluing đó giải pháp chúng tôi cắt hai băng 45mm318mm33mmofcalfliver. Cutpiecesdonotadheretoeach khác và không thể được dán nước tại pH9. Chúng tôi lây lan 60ml của silica TM-50 giải pháp trên bề mặt cắt (mà không có bất kỳ điều trị trước hoặc đặc biệt làm khô) để làm cho một phần vòng với chồng chéo chiều dài l520mm.Sau khi được ép cho độ tuổi 30 với một ngón tay, vòng phần tổ chức mạnh mẽ và có thể được chế tác một cách dễ dàng (hình 4a). Bám dính vòng-cắt các xét nghiệm trên hai gan năng suất bám dính năng lượng Gadh < 2565Jm22 và Gadh < 661.6Jm22 (hình 4b và bổ sung Video 3). Theresultssuggestthatnanoparticlesolutionsprovideasimpleway của lắp ráp hydrogels tổng hợp và sinh học cũng như sinh học tissueswithoutaffectingsubstantiallytherigidityorpermeabilityofthe lắp ráp. Powerfulmethodsexisttotuneandcontrolthesurfacechemi-stryofinorganicparticlesandlatexestoachieveoptimalparticleadsorp-tion và liên kết. Khả năng tự sửa chữa và tái định vị hạt keo khớp là một lợi ích bổ sung. Đưa ra tầm quan trọng của bám dính ướt trong y sinh và công nghệ sinh học cũng như trong truyền thống sơn và vật liệu công nghệ, kết quả của chúng tôi đề nghị các cách để phát triển các ứng dụng mới bằng cách chỉ đơn giản là lắp ráp các loại về mặt hóa học và máy móc không khớp mô và chất keo.METHODS SUMMARY Silica Ludox TM-50, HS-40 and SM-30 water solutions with, respectively, con- centrations of 52wt%, 40wt% and 30wt% at pH9, pH9.5 and pH10, SiO2/Na2O ratios of 200–250, 89–101 and 45–56, and radii of about 15nm, 9nm and 5nm, werepurchasedfromAldrichandusedasreceived.Sto¨bersilicaparticles27,AL-30, with radius 50nm were synthesized and dissolved in water at 30wt% (pH58.5). Multi-wallcarbonnanotubesweresuppliedbyArkema(GraphistrengthC100)and purified with sulphuric acid. Thymine-grafted carbon nanotube particles (CNT- Thy) were synthesized using the method of ref. 28. Cellulose nanocrystals CNC1 bearing sulphate and hydroxyl groups were prepared using the method of ref. 29. CellulosenanocrystalsCNC2werepreparedusingthesamemethod,butreplacing sulphuric with hydrochloric acid. The suspensions were diluted to the desired concentrations (0.5wt% and 3wt% for carbon nanotubes and cellulose nanocrys- tals, respectively) were sonicated for 30min just before use. PDMA and PDMA/silica nanocomposite gels were prepared using the method of ref. 15. The polyacrylamide A0.1 hydrogel was prepared by in situ free radical polymerizationofacrylamideusingthermaldissociationofpotassiumpersulphate (KPS) as initiator, at 80uC. N,N9-methylenebisacrylamide (MBA) was used as the crosslinker; the MBA/dimethylacrylamide ratios were 0.1mol.%, 0.5mol.%, 1mol.% and 1.5mol.%, for samples S0.1, S0.5, S1.0 and S1.5, respectively, and MBA/acrylamide was 0.1 mol.% for the A0.1 gel. At the preparation state, the gel matrix hydration was fixed at 87.7wt%. Gelatine (Technical 1, VVR) gels were prepared at 23wt% in aqueous solutions. Scanning electron micrographs were obtained using a Field Emission scanning electronmicroscope(HitachiSU-70).Lap-shearandmechanicaltestswereperformed on an Instron 5565 machine. Single lap-shear geometry was used for adhesion tests. Gluing was achieved by applying a contact pressure of 10kPa for 30s. Fracture energy Gc was measured with the single-edge notch tensile test30.

Kết quả (Việt) 2:

nhà nước (Extended dữ liệu hình. 5 và bổ sung Video 2). Trong chuỗi swollenstatetheadhesionstrengthisweakerbecausedetachingadsorbed hoàn toàn là dễ dàng hơn như là kết quả của các cao sưng căng chainsarealreadyunder.Moreover hấp phụ, oncedetached, aswollenstrandis lesspronetoadsorbandstrand-strandexchangedissipationprocesses arehindered.Theadhesivejointmadebyadsorbingnanoparticles (Hình 1) ressembles một lát một gel nanocomposite. Do đó, một nanocomposite PDMA / silica gel có thể được coi là một mô hình số lượng lớn của các doanh dính. Việc giảm tiêu hao năng lượng rất biến dạng quan sát trong một gel nanocomposite hoàn toàn sưng dường như để xác nhận diễn giải liên nêu trên giảm độ bám dính khi gel là sưng (Extended dữ liệu hình. 5). Các neo không thể đảo ngược mạnh mẽ của hạt một lần hấp thụ sug- geststheattractivepossibilityofself-repairingorre-positioningadhes- ivejoints.Figure3cshowsanexampleofajoint, whichwaspeeled, nhưng có thể phục hồi sức mạnh ban đầu của nó khi băng được đưa trở lại vào tròng và ép với ngón tay cho một vài giây, mà không có bất cứ nhu cầu để áp dụng lại keo. Giải pháp hạt cung cấp một phương pháp đơn giản dán gel của chất hóa học khác nhau, với điều kiện là các chất hóa học bề mặt hạt được prop- erly điều chỉnh để hấp phụ trên cả gel. Ví dụ, bằng cách sử dụng TM-50silicasolution, arobustassemblyofS0.1andgelatinewasachieved (ExtendedDataFig.4) .Inmanyapplications (suchasactuation), dán gelsofdifferentratherthanidenticalchemicalnaturetogetherpresents lợi thế, chẳng hạn như khả năng lắp ráp gel với độ cứng khác nhau, nhưng cân bằng tương tự sưng. Hội đồng như vậy có thể vượt qua những sưng trong nước dư thừa (Fig. 3d). Ngược lại, sưng một hội dán gel giống hệt nhau về mặt hóa học với năng lực sưng không phù hợp có thể dẫn đến cao, áp lực thẩm thấu không đồng nhất gần giao diện, dẫn đến chậm suy bề (Extended dữ liệu hình. 4). Softbiologicaltissues, althoughtheyareincomparablymorecomplex, bothmechanicallyandosmotically, resemblegelsinmanyrespects.To kiểm tra tiềm năng dán các giải pháp hạt nano chúng ta cắt hai dải ruy băng 45mm318mm33mmofcalfliver.Cutpiecesdonotadheretoeach khác và không thể được dán bằng nước ở pH9. Chúng lây lan 60ml TM-50 giải pháp silica trên bề mặt cắt (mà không có bất kỳ tiền xử lý hoặc làm khô đặc biệt) để làm cho một doanh lap với chiều dài chồng chéo l520mm.
Sau khi được ép cho độ tuổi 30 với một ngón tay, khớp đùi tổ chức mạnh mẽ và có thể là thao tác một cách dễ dàng (Hình 4a.). Kiểm tra độ bám dính Lap-cắt trên hai gan mang lại năng lượng bám dính Gadh <2565Jm22 và Gadh <661.6Jm22 (Hình 4b. Và bổ sung Video 3). Theresultssuggestthatnanoparticlesolutionsprovideasimpleway lắp ráp hydrogel tổng hợp và sinh học cũng như sinh học tissueswithoutaffectingsubstantiallytherigidityorpermeabilityofthe assembly.Powerfulmethodsexisttotuneandcontrolthesurfacechemi- tion stryofinorganicparticlesandlatexestoachieveoptimalparticleadsorp- và liên kết. Khả năng tự sửa chữa và tái định vị bóc vỏ khớp dính là một lợi ích bổ sung. Do tầm quan trọng của sự bám dính ướt trong y sinh học và công nghệ sinh học cũng như trong công nghệ sơn và vật liệu truyền thống, kết quả của chúng tôi gợi ý những cách để phát triển các ứng dụng mới bằng cách lắp ráp nhiều loại hóa học và cơ mô phù hợp và gel.
PHƯƠNG PHÁP TỔNG Silica Ludox TM-50 , HS-40 và SM-30 giải pháp với nước, tương ứng, nồng của 52wt%, 40wt% và 30wt% tại pH9, pH9.5 và pH10, tỷ lệ SiO2 / Na2O 200-250, 89-101 và 45- 56, và bán kính khoảng 15nm, 9nm và 5nm, werepurchasedfromAldrichandusedasreceived.Sto¨bersilicaparticles27, AL-30, với bán kính 50nm đã được tổng hợp và hòa tan trong nước ở 30wt% (pH58.5). Multi-wallcarbonnanotubesweresuppliedbyArkema (GraphistrengthC100) và tinh khiết với axit sulfuric. Các hạt nano carbon thymine ghép (CNT- Thy) được tổng hợp bằng cách sử dụng phương pháp của ref. 28. tinh thể nano Cellulose CNC1 sulphate mang và hydroxyl nhóm đã được chuẩn bị bằng cách sử dụng phương pháp của ref. 29. CellulosenanocrystalsCNC2werepreparedusingthesamemethod, butreplacing sulfuric với axít clohiđric. Hệ thống treo được pha loãng theo nồng độ mong muốn (0.5wt% và 3wt% cho các ống nano carbon và lượng kim loại cellulose nanocrys-, tương ứng) đã âm trong 30 phút trước khi sử dụng. PDMA và PDMA / silica gel nanocomposite đã được chuẩn bị bằng cách sử dụng phương pháp của ref. 15. Các hydrogel polyacrylamide A0.1 đã được chuẩn bị bằng cách in situ polymerizationofacrylamideusingthermaldissociationofpotassiumpersulphate gốc tự do (KPS) là người khởi xướng, tại 80uC. N, N9-methylenebisacrylamide (MBA) được sử dụng như các crosslinker; tỷ lệ MBA / dimethylacrylamide là 0.1mol.%, 0.5mol.%, 1mol% và% 1.5mol.., cho mẫu S0.1, S0.5, S1.0 và S1.5, tương ứng, và MBA / acrylamide là 0,1 mol.% cho gel A0.1. Ở trạng thái chuẩn bị quá trình hydrat gel được cố định ở 87.7wt%. Gelatine (kỹ thuật 1, VVR) gel được chuẩn bị tại 23wt% trong dung dịch nước. Ảnh hiển vi điện tử quét đã thu được bằng cách sử dụng một chức năng quét electronmicroscope Dòng Emission (HitachiSU-70) .Lap-shearandmechanicaltestswereperformed trên một Instron 5565 máy. Độc lap-cắt hình học đã được sử dụng để kiểm tra độ bám dính. Dán đã đạt được bằng cách áp dụng một áp lực tiếp xúc của 10kPa cho độ tuổi 30. Gãy năng lượng Gc được đo bằng các đơn cạnh notch căng test30.