Natural, Biocompatible, and 3D-Printable Gelatin Eutectogels Reinforced with Tannic Acid-Coated Cellulose Nanocrystals for Sensitive Strain Sensors

Autores
Mercadal, Pablo Agustin; Romero, Marcelo Ricardo; Montesinos, Maria del Mar; Real, Juan Pablo; Picchio, Matías Luis; González, Agustín
Año de publicación
2023
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Ionic gels from eutectic mixtures are attracting extensive interest in bioelectronics owing to their nonvolatile nature, low cost, and inherently high ionic conductivity. Biodegradable electronics made of biopolymers envisage a promising future in this field, but unfortunately, they often feature poor mechanics. Herein, we explored tannic acid-decorated cellulose nanocrystals (TA@CNC) as dynamic nanofillers of biocompatible eutectogels based on gelatin and a eutectic mixture composed of choline chloride and ethylene glycol (ethaline). Small concentrations of TA@CNC (up to 1-2 wt %) allow increasing by two-fold the strength (30 kPa) and stretchability (180%) of the eutectogels while improving their ionic conductivity (105 mS·m-1). The reversible physical network of the protein and multiple hydrogen bonding interactions with tannic acid endow these eutectogels with good self-adhesiveness, suitable gel-to-sol transition for 3D printing, and recyclability. We further used the cellulose nanocomposite eutectogels as skin-conformal electrodes for monitoring different motions of the human body with excellent sensitivity in the open air thanks to the low volatility of ethaline. All in all, these results demonstrate a facile strategy to boost the properties of biopolymer eutectogels using inexpensive and renewable raw materials as rigid nanoreinforcers.
Fil: Mercadal, Pablo Agustin. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina
Fil: Romero, Marcelo Ricardo. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina
Fil: Montesinos, Maria del Mar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina
Fil: Real, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba; Argentina
Fil: Picchio, Matías Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina
Fil: González, Agustín. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina
Materia
3D PRINTING
CELLULOSE NANOCRYSTALS
EUTECTOGELS
MOTION SENSOR
TANNIC ACID
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/226775
Acceder
id CONICETDig_1326f9838418cf7a389a2b8d98e90565
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/226775
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Natural, Biocompatible, and 3D-Printable Gelatin Eutectogels Reinforced with Tannic Acid-Coated Cellulose Nanocrystals for Sensitive Strain SensorsMercadal, Pablo AgustinRomero, Marcelo RicardoMontesinos, Maria del MarReal, Juan PabloPicchio, Matías LuisGonzález, Agustín3D PRINTINGCELLULOSE NANOCRYSTALSEUTECTOGELSMOTION SENSORTANNIC ACIDhttps://purl.org/becyt/ford/2.5https://purl.org/becyt/ford/2Ionic gels from eutectic mixtures are attracting extensive interest in bioelectronics owing to their nonvolatile nature, low cost, and inherently high ionic conductivity. Biodegradable electronics made of biopolymers envisage a promising future in this field, but unfortunately, they often feature poor mechanics. Herein, we explored tannic acid-decorated cellulose nanocrystals (TA@CNC) as dynamic nanofillers of biocompatible eutectogels based on gelatin and a eutectic mixture composed of choline chloride and ethylene glycol (ethaline). Small concentrations of TA@CNC (up to 1-2 wt %) allow increasing by two-fold the strength (30 kPa) and stretchability (180%) of the eutectogels while improving their ionic conductivity (105 mS·m-1). The reversible physical network of the protein and multiple hydrogen bonding interactions with tannic acid endow these eutectogels with good self-adhesiveness, suitable gel-to-sol transition for 3D printing, and recyclability. We further used the cellulose nanocomposite eutectogels as skin-conformal electrodes for monitoring different motions of the human body with excellent sensitivity in the open air thanks to the low volatility of ethaline. All in all, these results demonstrate a facile strategy to boost the properties of biopolymer eutectogels using inexpensive and renewable raw materials as rigid nanoreinforcers.Fil: Mercadal, Pablo Agustin. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; ArgentinaFil: Romero, Marcelo Ricardo. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; ArgentinaFil: Montesinos, Maria del Mar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Real, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba; ArgentinaFil: Picchio, Matías Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; ArgentinaFil: González, Agustín. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; ArgentinaAmerican Chemical Society2023-03info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/226775Mercadal, Pablo Agustin; Romero, Marcelo Ricardo; Montesinos, Maria del Mar; Real, Juan Pablo; Picchio, Matías Luis; et al.; Natural, Biocompatible, and 3D-Printable Gelatin Eutectogels Reinforced with Tannic Acid-Coated Cellulose Nanocrystals for Sensitive Strain Sensors; American Chemical Society; ACS Applied Electronic MaterialS; 5; 4; 3-2023; 2184-21962637-6113CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaelm.3c00075info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1021/acsaelm.3c00075info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-10T13:20:13Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/226775instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-10 13:20:14.229CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Natural, Biocompatible, and 3D-Printable Gelatin Eutectogels Reinforced with Tannic Acid-Coated Cellulose Nanocrystals for Sensitive Strain Sensors
title Natural, Biocompatible, and 3D-Printable Gelatin Eutectogels Reinforced with Tannic Acid-Coated Cellulose Nanocrystals for Sensitive Strain Sensors
spellingShingle Natural, Biocompatible, and 3D-Printable Gelatin Eutectogels Reinforced with Tannic Acid-Coated Cellulose Nanocrystals for Sensitive Strain Sensors
Mercadal, Pablo Agustin
3D PRINTING
CELLULOSE NANOCRYSTALS
EUTECTOGELS
MOTION SENSOR
TANNIC ACID
title_short Natural, Biocompatible, and 3D-Printable Gelatin Eutectogels Reinforced with Tannic Acid-Coated Cellulose Nanocrystals for Sensitive Strain Sensors
title_full Natural, Biocompatible, and 3D-Printable Gelatin Eutectogels Reinforced with Tannic Acid-Coated Cellulose Nanocrystals for Sensitive Strain Sensors
title_fullStr Natural, Biocompatible, and 3D-Printable Gelatin Eutectogels Reinforced with Tannic Acid-Coated Cellulose Nanocrystals for Sensitive Strain Sensors
title_full_unstemmed Natural, Biocompatible, and 3D-Printable Gelatin Eutectogels Reinforced with Tannic Acid-Coated Cellulose Nanocrystals for Sensitive Strain Sensors
title_sort Natural, Biocompatible, and 3D-Printable Gelatin Eutectogels Reinforced with Tannic Acid-Coated Cellulose Nanocrystals for Sensitive Strain Sensors
dc.creator.none.fl_str_mv Mercadal, Pablo Agustin
Romero, Marcelo Ricardo
Montesinos, Maria del Mar
Real, Juan Pablo
Picchio, Matías Luis
González, Agustín
author Mercadal, Pablo Agustin
author_facet Mercadal, Pablo Agustin
Romero, Marcelo Ricardo
Montesinos, Maria del Mar
Real, Juan Pablo
Picchio, Matías Luis
González, Agustín
author_role author
author2 Romero, Marcelo Ricardo
Montesinos, Maria del Mar
Real, Juan Pablo
Picchio, Matías Luis
González, Agustín
author2_role author
author
author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv 3D PRINTING
CELLULOSE NANOCRYSTALS
EUTECTOGELS
MOTION SENSOR
TANNIC ACID
topic 3D PRINTING
CELLULOSE NANOCRYSTALS
EUTECTOGELS
MOTION SENSOR
TANNIC ACID
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/2.5
https://purl.org/becyt/ford/2
dc.description.none.fl_txt_mv Ionic gels from eutectic mixtures are attracting extensive interest in bioelectronics owing to their nonvolatile nature, low cost, and inherently high ionic conductivity. Biodegradable electronics made of biopolymers envisage a promising future in this field, but unfortunately, they often feature poor mechanics. Herein, we explored tannic acid-decorated cellulose nanocrystals (TA@CNC) as dynamic nanofillers of biocompatible eutectogels based on gelatin and a eutectic mixture composed of choline chloride and ethylene glycol (ethaline). Small concentrations of TA@CNC (up to 1-2 wt %) allow increasing by two-fold the strength (30 kPa) and stretchability (180%) of the eutectogels while improving their ionic conductivity (105 mS·m-1). The reversible physical network of the protein and multiple hydrogen bonding interactions with tannic acid endow these eutectogels with good self-adhesiveness, suitable gel-to-sol transition for 3D printing, and recyclability. We further used the cellulose nanocomposite eutectogels as skin-conformal electrodes for monitoring different motions of the human body with excellent sensitivity in the open air thanks to the low volatility of ethaline. All in all, these results demonstrate a facile strategy to boost the properties of biopolymer eutectogels using inexpensive and renewable raw materials as rigid nanoreinforcers.
Fil: Mercadal, Pablo Agustin. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina
Fil: Romero, Marcelo Ricardo. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina
Fil: Montesinos, Maria del Mar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina
Fil: Real, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba; Argentina
Fil: Picchio, Matías Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina
Fil: González, Agustín. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina
description Ionic gels from eutectic mixtures are attracting extensive interest in bioelectronics owing to their nonvolatile nature, low cost, and inherently high ionic conductivity. Biodegradable electronics made of biopolymers envisage a promising future in this field, but unfortunately, they often feature poor mechanics. Herein, we explored tannic acid-decorated cellulose nanocrystals (TA@CNC) as dynamic nanofillers of biocompatible eutectogels based on gelatin and a eutectic mixture composed of choline chloride and ethylene glycol (ethaline). Small concentrations of TA@CNC (up to 1-2 wt %) allow increasing by two-fold the strength (30 kPa) and stretchability (180%) of the eutectogels while improving their ionic conductivity (105 mS·m-1). The reversible physical network of the protein and multiple hydrogen bonding interactions with tannic acid endow these eutectogels with good self-adhesiveness, suitable gel-to-sol transition for 3D printing, and recyclability. We further used the cellulose nanocomposite eutectogels as skin-conformal electrodes for monitoring different motions of the human body with excellent sensitivity in the open air thanks to the low volatility of ethaline. All in all, these results demonstrate a facile strategy to boost the properties of biopolymer eutectogels using inexpensive and renewable raw materials as rigid nanoreinforcers.
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-03
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/226775
Mercadal, Pablo Agustin; Romero, Marcelo Ricardo; Montesinos, Maria del Mar; Real, Juan Pablo; Picchio, Matías Luis; et al.; Natural, Biocompatible, and 3D-Printable Gelatin Eutectogels Reinforced with Tannic Acid-Coated Cellulose Nanocrystals for Sensitive Strain Sensors; American Chemical Society; ACS Applied Electronic MaterialS; 5; 4; 3-2023; 2184-2196
2637-6113
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/226775
identifier_str_mv Mercadal, Pablo Agustin; Romero, Marcelo Ricardo; Montesinos, Maria del Mar; Real, Juan Pablo; Picchio, Matías Luis; et al.; Natural, Biocompatible, and 3D-Printable Gelatin Eutectogels Reinforced with Tannic Acid-Coated Cellulose Nanocrystals for Sensitive Strain Sensors; American Chemical Society; ACS Applied Electronic MaterialS; 5; 4; 3-2023; 2184-2196
2637-6113
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaelm.3c00075
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1021/acsaelm.3c00075
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv American Chemical Society
publisher.none.fl_str_mv American Chemical Society
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1842981109284995072
score 12.493442

Publicaciones similares