Peran struktur hierarki pada adaptasi mekanis hidrogel swasembuh di bawah peregangan siklik

Material lunak dengan kemampuan adaptasi mekanis sangat diinginkan untuk aplikasi rekayasa jaringan. Memahami bagaimana material lunak berevolusi dan beradaptasi di bawah peregangan siklik sangat penting untuk merancang material yang adaptif secara mekanis. Penelitian ini mengeksplorasi peran struktur hierarki dalam adaptasi mekanis hidrogel swasembuh yang menjalani pelatihan peregangan siklik. Hidrogel poliamfolit, yang memiliki struktur berhierarki termasuk ikatan ionik, jaringan polimer transien dan permanen, serta jaringan fase keras/lunak bikontinu, digunakan sebagai sistem model. Penelitian ini bertujuan menjelaskan kondisi untuk pelatihan yang efektif, overtrain ringan, dan overtrain fatal, serta mengungkap mekanisme di balik efek memori jangka panjang dan perubahan dinamis dalam kepatuhan dan bentuk.

Para penulis menggunakan hidrogel poliamfolit sebagai material model, yang dicirikan oleh struktur berhierarkinya mulai dari ikatan ionik hingga jaringan fase keras/lunak pada skala meso. Pelatihan peregangan siklik diterapkan pada sampel hidrogel dalam kondisi terkendali. Sifat mekanis, termasuk kepatuhan dan evolusi bentuk, dipantau selama dan setelah pelatihan. Struktur berhierarki dianalisis untuk menentukan pengaruhnya terhadap dinamika adaptasi. Desain eksperimen memungkinkan identifikasi rezim yang berbeda: pelatihan efektif, overtrain ringan, dan overtrain fatal. Penelitian ini berfokus pada dinamika asimetris perubahan kepatuhan dan dinamika simetris evolusi bentuk, dengan perhatian khusus pada peran jaringan fase keras/lunak pada skala meso.