為解決水凝膠材料力學(xué)性能差的問(wèn)題中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所周峰課題組利用分子工程設(shè)計(jì)制備出了一種具有雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的超高強(qiáng)度水凝膠該水凝膠具有新穎的共價(jià)鍵與配位鍵雙交聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式其中的化學(xué)交聯(lián)形成惰性的水凝膠交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接著利用鐵離子羧酸根的配位鍵作為動(dòng)態(tài)的交聯(lián)形式在受到外界的應(yīng)力后可動(dòng)態(tài)地?cái)嗔雅湮绘I以耗散能量從而大大提高水凝膠的機(jī)械性能

水凝膠是一類(lèi)包含大量水分的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子材料其在關(guān)節(jié)潤(rùn)滑組織工程藥物控釋載體等領(lǐng)域有重要應(yīng)用前景受到廣泛關(guān)注水凝膠還與人體諸多活性組織如人的關(guān)節(jié)潤(rùn)滑軟骨肌肉組織等有極為相似的性質(zhì)從而使得水凝膠成為人工關(guān)節(jié)最為理想的替代材料也是開(kāi)發(fā)類(lèi)肌肉驅(qū)動(dòng)器的最佳基體材料但是水凝膠通常比較脆弱受到外力后容易發(fā)生機(jī)械破裂從而大大限制了其應(yīng)用范圍

該水凝膠表現(xiàn)出了超高的斷裂拉伸強(qiáng)度斷裂應(yīng)力大于6MPa斷裂拉伸率大于700%力學(xué)性能優(yōu)異而且由于拉伸過(guò)程中斷裂的配位鍵是一種可逆的非共價(jià)鍵拉伸后斷裂的配位鍵在很短的時(shí)間內(nèi)又能重新形成從而恢復(fù)水凝膠原來(lái)的狀態(tài)表現(xiàn)出了優(yōu)異的抗疲勞性能該材料未來(lái)有望在關(guān)節(jié)潤(rùn)滑材料人造血管等領(lǐng)域獲得重要應(yīng)用