自修復和耐損傷水凝膠的案例
《AFM》中國海洋大學徐曉峰/劍橋大學Petri Murto：自修復和耐損傷水凝膠用于高效太陽能水凈化和海水淡化
f) 在 1 個太陽下，水隨時間的質量變化。g)SG3超過9小時的長期穩定性測試。h) 純水和不同含水量的 cl-PVA/SA/PAAS 水凝膠的 DSC 曲線和 i) cl-PVA/SA/PAAS水凝膠中水的拉曼光譜和譜帶擬
合。
圖7
a) 基于滲透泵效應的太陽能海水淡化示意圖。b) 1 太陽下不同 PAAS 含量的 SG3 太陽能脫鹽。c) SG3 在鹽度范圍很廣的鹽水中的水分蒸發率。d) 太陽能淡化過程中 SG3 表面的數碼照片。e) SG3 在室內環境中超過 2 個月的同步水分蒸發率和光照強度。f) 鹽水中水凝膠的脫鹽率。g) 具有廣泛鹽度的鹽水中水凝膠的失水/失水。h) 太陽能淡化前后海水的一次元素濃度和鹽度。
【總結】
總之，通過自修復聚合物水凝膠的輕松集成成功制造了整體式、耐用且自漂浮的界面蒸汽發生器，并證明其可用于高性能太陽能驅動的水蒸發和脫鹽。選定的復合聚合物作為水凝膠中的構建塊提供了設計的獨特優點，其合理性如下：
i）利用豐富的動態共價和非共價鍵，通過化學和物理交聯成功形成自修復水凝膠PVA、SA 和 PAAS。它們的保水性、機械性能和自愈能力很容易通過改變材料成分的質量比來調節，從而首次開發出用于界面蒸汽發生器的自愈和耐損壞構件；ii) 表面粗糙度的調節和結構元件（太陽能吸收器和水路）的集成通過自愈過程得到了
顯著簡化；
iii) 優化的材料組件和合理的器件結構使整體器件中太陽能吸收、浮力、耐久性、水擴散、熱定位和耐鹽性的協同管理成為可能。
結果，淡水設備在 1 個太陽下達到了 ≈2.2 kg m-2 h
-1
的高且穩定的水蒸發率。
展開 臺灣大學徐善慧《材料化學》分層膠束結構和快速粘合性的可注射酚醛-殼聚糖自修復水凝膠
【科研摘要】
可生物降解的自修復水凝膠
是用于治療系統，可重復使用的設備以及智能細胞
/藥物載體的高度理想的材料。許多研究工作都通過物理或化學策略/設計將重點放在自愈水凝膠的其他功能上。
最近，國立臺灣大學
徐善慧教授
團隊
合成
了N- [3-（4-羥基苯基）丙酰胺基]殼聚糖和雙功能Pluronic-F127交聯劑（DF-PF）
并反應形成了
高含水量
（
96.5
wt
％
）
的酚-殼聚糖自修復水凝膠（CPF））。水凝膠的相干小角X射線散射（SAXS）分析表明，快速形成的初級分形網絡隨后逐漸形成
次級膠束結構（
?
12 nm）
。這樣的核-殼膠束結構增強了層次結構，并賦予水凝膠
熱響應性，這已通過流變學和
SAXS驗證。由于受到生物啟發的酚化學作用，CPF水凝膠對人造皮膚具有粘附性
（結合強度為4–7 kPa）
。
連同快速的（<30 s）凝膠動力學，水凝膠可以通過雙注射器作為快速粘合劑輸送。
此外，CPF水凝膠的快速膠凝特性使間
充質干細胞
在空間上均勻地包埋，并在
14天內進一步發展成多細胞球體
。這種新型的自修復水凝膠具有多種功能，得益于膠束結構和酚醛改性。相應的分層結構研究為生物醫學應用的下一代自愈水凝膠的多尺度設計提供了見識。
相關論文以題為
Injectable Phenolic-Chitosan Self-Healing Hydrogel with Hierarchical Micelle Architectures and Fast Adhesiveness
發表在《
C
hemistry of Materials
》上。
展開 ：基于單寧酸介導動態相互作用構建超拉伸性、高黏附性和自修復水凝膠
水凝膠作為一種具有重要意義的軟材料，擁有優秀的生物相容性、力學柔韌性以及獨特的粘附性，在生物醫療設備、軟機器人、人造電子皮膚和物聯網等領域極具吸引力。目前，主要有兩種設計策略來提升水凝膠的性能。一是利用共價和非共價相互作用對整個凝膠網絡進行編程，從而使得水凝膠的本體性能（例如機械、電學、光學性質）得以提升；二是調節水凝膠與周圍環境的界面相互作用，賦予水凝膠表面以額外的功能，例如自黏附性。然而，由于缺少合適的相互作用，水凝膠較難同時實現增強的本體和界面性質。貽貝啟發的兒茶酚衍生物能調控水凝膠網絡中的多種分子水平的相互作用，擁有“點石成金”般的強大力量，因此廣受研究人員們的青睞。即使擁有如此利器，設計一種同時具備高拉伸性（> 3000%）和強粘附性（在皮膚表面的粘附強度> 30 kPa）的水凝膠仍面臨居多挑戰。首先，貽貝啟發的水凝膠的形成大都無法擺脫對共價交聯劑的依賴，這不僅導致本體聚合物網絡變得死板，難以在遭遇形變時實現有效的能量耗散，并且也限制了水凝膠與周圍界面的相互作用。其次，水凝膠在本體和界面內的動態相互作用位點往往不足，制約了水凝膠拉伸性和粘附性的同步提升。
針對這些難題，香港城市大學王鉆開教授團隊報道了一種完全基于單寧酸介導的相互作用（TEDI）而實現超強拉伸性、高粘附性和自修復性的離子水凝膠（如圖1）。其中單寧酸介導的動態相互作用發揮了兩個重要作用：一方面提供足夠的非共價交聯，完全取代了常規共價交聯在凝膠化中的作用，另一方面充當調控平臺，實現對水凝膠的本體/界面性質的精確控制。相較于傳統的貽貝水凝膠，TEDI水凝膠展現出優越的拉伸性（可被拉伸至原始長度的73倍），卓越的自愈能力和強大的粘附性（在豬皮表面的粘附強度可達50 kPa）。
展開 南方醫科大學邱小忠教授團隊：一種具有微觀均質導電率的自修復離子水凝膠心肌補片用于修復心肌梗死
急性心肌梗死后引發的大量心肌細胞壞死、纖維瘢痕形成等將造成心室重構和心功能下降，嚴重影響心梗患者的預后。梗死后的心肌再生能力有限，目前的醫學手段臨床效果仍然不盡理想。
近年來，導電水凝膠在心肌梗死后的心臟功能重建中表現出理想的治療效果。然而，在心臟復雜的微環境下，如何優化制備具有良好生物相容性、導電和力學性能穩定的水凝膠補片，仍然是學者們面臨的主要挑戰。南方醫科大學基礎醫學院廣東省組織構建與檢測重點實驗室主任邱小忠教授團隊將FDA批準的具有良好生物相容性的導電高分子聚丙烯酸（PAA）引入水凝膠基質中，開發了一種性能可調的自修復離子導電水凝膠（POG1）。該水凝膠在預防左心室重塑和恢復心臟功能方面發揮了良好的潛能。該研究介紹了一種以前尚未探索的具有出色心肌梗死修復功能的離子導電水凝膠心肌補片修復心梗的策略。
圖1：可調自修復離子導電水凝膠的制備及其應用于心肌梗死修復的示意圖。
近年來，導電水凝膠在心肌梗死后的心臟功能重建中表現出理想的治療效果。然而，在心臟復雜的微環境下，如何優化制備具有良好生物相容性、導電和力學性能穩定的水凝膠補片，仍然是學者們面臨的主要挑戰。南方醫科大學基礎醫學院廣東省組織構建與檢測重點實驗室主任邱小忠教授團隊將FDA批準的具有良好生物相容性的導電高分子聚丙烯酸（PAA）引入水凝膠基質中，開發了一種性能可調的自修復離子導電水凝膠（POG1）。該水凝膠在預防左心室重塑和恢復心臟功能方面發揮了良好的潛能。該研究介紹了一種以前尚未探索的具有出色心肌梗死修復功能的離子導電水凝膠心肌補片修復心梗的策略。
展開 
加拿大阿爾伯塔大學曾宏波教授課題組 《ACS Nano》：生物環境自適應性超分子組裝的可注射自愈合水凝膠用于胃穿孔修復
可注射水凝膠敷料由于其可調控的物理化學性質、高度的生物相容性以及在微創手術中的遞送能力，在內部組織損傷修復中具有廣闊的應用前景。然而，絕大部分的可注射水凝膠敷料缺乏對胃部生理環境的適應能力，在胃酸環境下的不穩定性限制了其在胃部損傷修復的應用。此外，傳統可注射水凝膠的非生物正交固化過程對人體組織及其正常的生理活動存在一定程度的影響與干擾。因此，研究同時具有生物環境自適應能力與生物正交固化過程的多功能可注射水凝膠敷料在內部組織損傷修復中具有重要意義。
近日，加拿大阿爾伯塔大學曾宏波教授課題組與Ravin Narain教授和廣州醫科大學第五附屬醫院劉季芳教授合作提出了一種基于生物環境自適應性超分子組裝的可注射水凝膠，并探討了其在胃穿孔修復中的應用。該凝膠由一種ABA三嵌段共聚物構成。聚合物前驅體溶液不僅可以利用生理環境實現物理超分子組裝，而且組裝所得的凝膠可進一步在胃酸環境中獲得自修復、組織粘附、抗生物積垢等功能（圖1）。
圖1：基于胃環境自適應性超分子組裝的可注射水凝膠設計示意圖。
受溫度調控的溶膠-凝膠轉變過程賦予了凝膠良好的可注射性（圖2）。同時，在胃酸環境中該凝膠利用輸水作用與氫鍵作用的協同作用可以實現快速自修復（圖3）。
圖2：受溫度調控的溶膠-凝膠轉變過程及可其可注射性能。
圖3：水凝膠自修復性能
在大鼠模型中，與用于治療胃穿孔的傳統大網膜植入手術相比，使用該凝膠不僅簡化了手術過程，并且可以有效減輕術后腹腔黏連等并發癥 （圖4）。
展開 《化學·科學》可控剛度/形狀記憶/自修復/pH響應DNA水凝膠‘‘人工胰腺’’
系鏈（1）包含一個自互補序列，而系鏈（2）設計為在鏈（3）存在的情況下生成一個T–A·T三元組。在鏈（3），葡萄糖氧化酶（GOx）和脲酶的存在下，聚合物PA產生通過（1）/（1）雙鏈體和（2）/（3）/ （2）T–A·T三元組（路徑I）。另一種相關的生物催化水凝膠包括在（1）/（1）和（2）/（3）/（2）協同交聯的水凝膠中加入乙酰膽堿酯酶（AchE）和脲酶（路徑II）。水凝膠中的酶GOx，脲酶和AchE的裝載量分別對應于23、28和27個單位。對于制備不同核酸修飾的水凝膠的合成細節，需要對不同聚合物上的核酸負載量進行評估，以及本研究中使用的各個DNA的詳細序列，以及對不同生物催化劑的含量進行評估的細節。負載的生物催化劑改變水凝膠硬度的機理如圖1和2a所示。
圖2 （a）使用可切換的，生物催化的，pH刺激的T–A·T三聯體構型，制備和可逆控制GOx /脲酶（路徑I）或AchE /脲酶負載（路徑II）DNA水凝膠的剛度交聯劑。（b）在葡萄糖（a'/ a'）和尿素（b'/ b'）存在的情況下，裝有GOx /脲酶的水凝膠的流變特性。（c）在存在葡萄糖（狀態I）和尿素（狀態II）的情況下，水凝膠的剛性特性（路徑I）可切換。（d）在乙酰膽堿（a'/ a''）和尿素（b'/ b''）存在下負載AchE /脲酶的水凝膠的流變特性。（e）在存在乙酰膽堿（狀態I）和尿素（狀態II）的情況下，水凝膠（路徑II）的可轉換剛度特性。（f）在存在葡萄糖（圖I）和尿素（圖II）的情況下水凝膠（路徑I）的SEM圖像。
形狀記憶
然后對不同水凝膠的剛度進行了生物催化控制，以開發出具有形狀記憶特性的水凝膠基質。即，使通過雙鏈體（1）/（1）和酶反應橋鍵交聯的成形的，較高剛度的水凝膠經受相應的底物，將水凝膠轉變成較低剛度的準液體狀態，使其穩定僅通過（1）/（1）雙工橋。
展開 這個小組時隔兩年Nature再獲突破：水凝膠使硬硬的結晶材料產生自修復行為
“自適應蛋白質晶體”這一“遇剛則剛”的反常屬性，使其具有很多的潛在應用。例如：用于跑鞋的鞋底，當鞋底與路面碰撞時，它會自動變厚從而具有更好的減震作用；用于防彈衣，當受到子彈射擊時，它會利用自身的自適應作用而變得更加強韌。
【圖文導讀】
圖1 注入的水凝膠網絡后鐵蛋白晶體的膨脹-收縮
圖2 鐵蛋白晶體 - 水凝膠雜化體膨脹和收縮行為表征
圖3 通過XRD對鐵蛋白晶體-水凝膠雜化物進行原子級結構表征
圖4 鐵蛋白晶體-水凝膠雜化體的自愈行為和功能化
文獻鏈接：Hyperexpandable, self-healing macromolecular crystals with integrated polymer networks（Nature,2018,DOI:10.1038/s41586-018-0057-7）
展開 武大周金平教授團隊《ACS AMI》：具有自修復性能的羧甲基殼聚糖注射型水凝膠敷料的快速制備
具有良好生物相容性、自修復性能和可選擇性移除的注射型水凝膠作為傷口修復材料在實際應用過程中具有巨大優勢。然而，同時滿足這些條件的水凝膠傷口敷料的制備仍然面臨著巨大的挑戰。最近，武漢大學天然高分子團隊周金平教授/陳云教授團隊利用羧甲基殼聚糖的離子響應性，開發出了滿足上述功效的水凝膠傷口敷料。該策略是通過引入三價金屬離子Fe3+和Al3+與羧甲基殼聚糖（CMCh）上的羧基形成配位鍵，誘導溶液快速凝膠化（<10s）。由于配位鍵動態可逆的特點，該水凝膠表現出良好的自愈合能力、自適應性和溫度響應性。進一步引入SO42- 與CMCh上的氨基發生交聯反應，誘導水凝膠發生相分離，可以降低水凝膠的粘附性，使水凝膠在使用完后可以被無痛分離，且不產生殘留。利用這些特性，這種水凝膠被用作傷口敷料，可以顯著促進皮膚組織再生，提高傷口愈合速率。
圖1. 水凝膠的制備、結構表征和性能研究
CMCh的取代度對水凝膠性能有重要影響。首先在堿/尿素水溶液體系下均相合成了不同取代度的CMCh。當醚化劑（鈉）與殼聚糖的投料比為3:1時，合成的羧甲基殼聚糖（CMCh-3）為原料制備的水凝膠結構均勻穩定。隨著投料比升高，CMCh的取代度提高，水凝膠透光率下降，且有不規則聚集結構產生。因此選擇CMCh-3為原料制備水凝膠。
改變CMCh-3和Fe3+/Al3+的含量，可以對水凝膠的流變學性能進行調控。由于配位鍵動態可逆的特點，制備的水凝膠表現出明顯的剪切變稀現象，可用作注射型水凝膠。同時水凝膠還表現出對不規則區域的適應性。水凝膠具有良好的自修復性能和溫度響應性。
展開 《Macromolecules》華南理工大學王濤/孫尉翔/童真:pH響應/形狀記憶/自增強/快修復/兩性/聚電解質水凝膠
【科研摘要】
堅韌的
兩性電解質水凝膠
由于其良好的機械強度，形狀記憶和自愈特性而備受關注。然而，傳統的堅韌的兩性電解質水凝膠僅具有鹽響應性，并且自修復通常需要很長時間或需要額外的處理。此外，在制備過程后使用期間，水凝膠的自增強對于水凝膠是必不可少的。最近，
華南理工大學
王濤副研究員
/
孫尉翔副研究員
/
童真教授
團隊將
弱陽離子單體引入到聚兩性電解質水凝膠體系中，并與強陽離子單體和強陰離子單體共聚
，使總陽離子單體與陰離子單體之間的摩爾比相等。
水凝膠可以將暫時的形狀固定在HCl溶液中，并在NaOH溶液中恢復到原始形狀。
有趣的是，通過交替浸入HCl和NaOH溶液中，水凝膠顯示出自增強的能力
，并且拉伸強度連續提高至所制備的拉伸強度的十倍，這提出了一種增強聚兩性電解質水凝膠的新策略。此外，
水凝膠僅需接觸即可在5分鐘內顯示出快速的自愈能力
，而無需任何額外的處理。因此，設計了可愈合的模擬血管和導電水凝膠裝置。具有形狀記憶，自我增強，自我修復和導電性的本發明的兩性電解質水凝膠為在可穿戴電子設備，柔性設備和軟機器人領域中開發新材料提供了一種新穎的策略。相關論文以題為
Unique Self-Reinforcing and Rapid Self-Healing Polyampholyte Hydrogels with a pH-Induced Shape Memory Effect
發表在《
Macromolecules
》上。
【科研摘要】
圖1.制備兩性電解質水凝膠的合成方法（a）和反應式（b）。
展開 吉林大學李洋課題組《Nano Energy》：高強度自修復離子凝膠用于制備高機械性和環境穩定性的納米摩擦發電機
但相比之下，具有柔性，透明性和自修復性的供能設備卻鮮有報道。基于摩擦生電和靜電感應耦合的納米摩擦電發電機(TENG)，因其優異的發電性能、結構簡單、重量輕、便攜性等優點已被廣泛用于開發下一代電源器件。盡管，已經有研究者報道利用水凝膠，有機凝膠用于制備柔性的自修復納米摩擦發電機，然而由于溶劑的揮發問題，這些器件相比于離子凝膠制備的納米摩擦發電機環境穩定性較差，因此利用超分子化學來制備具有穩定功能的離子凝膠對于柔性電子設備應用具有重要意義。特別是具有高強度、高抗壓性能的自修復離子凝膠，對于制造下一代柔性自修復納米摩擦電發電機具有很大的吸引力。
吉林大學化學學院超分子結構與材料國家重點實驗室李洋副教授課題組長期從事自修復離子凝膠功能化研究。致力于通過超分子作用力來合成兼具自修復性能、機械性能與電學性能的離子凝膠并應用于各類柔性電子器件。近年來，該課題組在自修復離子凝膠制備電子器件方面取得了一定進展，制備了具有高機械強度與高離子電導率的自修復離子凝膠傳感器(ACS Appl. Mater. Interfaces2020, 12, 57477?57485).基于在制備自修復功能材料與離子凝膠方面的寶貴經驗，近期該課題組設計并報道了一種高拉伸強度和優異抗壓縮性能自修復離子凝膠，并用于制備具有優異環境穩定性能的摩擦電納米發電機。作者首先利用丙烯酸(AA)與二水乙酸鋅和ZnO納米粒子(ZnO NPs)在1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽([Emim][OAc])中的原位聚合，制備了PAA-Znx/ZnOm/ILn離子凝膠,其中x為二水乙醋酸鋅與AA的摩爾比，m為ZnO NPs與AA的質量比，n為[Emim][OAc]與AA和ZnO的質量比（圖1）。
展開 南京理工大學馮章啟：雙網絡水凝膠！超強自愈、保水、抗菌、防污和組織粘附功能，專為透皮貼劑設計！
總結
該團隊構建了一種具有良好抗菌性能、持續粘附性和超高皮膚環境適應性的功能性組織貼片的兩層凝膠。二層凝膠由于以
DOPA為基礎的兒茶酚基具有良好的自修復和自粘作用，具有較高的親膚性和抗損傷性，解決了傳統水凝膠貼片的粘連問題。ZnO NPs的引入提高了水凝膠的導電性和抗菌性能，降低了患者感染的可能性。
重要的是，雙層水凝膠結構的存在有效地減緩了粘合劑層水凝膠的失水，并賦予了貼片長期保濕的特性
。結合了 DOPA 的自粘性、ZnO NPs 的抗菌性能和雙層結構的保濕性能的兩層凝膠被認為非常有希望用于組織工程和微
電子等不同臨床應用的透皮貼劑。
參考文獻
：
doi.org/10.1039/D1TB00822F
版權聲明：
「
高分子材料科學
」旨在分享學習交流高分子聚合物材料學等領域的研究進展。編輯水平有限
，
上述僅代表個人觀點。投稿，薦稿或合作請后臺聯系編輯。感謝各位關注！
展開 
《Research》東華大學張超/劉天西: 致密氫鍵網絡增強極高韌性、快速自恢復和自粘附的離子導電水凝膠，用于人體運動檢測
摘要
構建具有高透明度、優異機械強度、高韌性和快速自我恢復的離子導電水凝膠是非常需要但具有挑戰性的。先前，從
1-甲基-3-（4-乙烯基芐基）咪唑鎓的無規共聚角度，
東華大學
張超研究員
/
劉天西
教授
團隊
提出了一種氫鍵網絡致密化策略，用于制備高度可拉伸且透明的聚（離子液體）水凝膠（PAM-r-MVIC）氯化物和丙烯酰胺在水中。由于形成了致密的氫鍵網絡，所得的 PAM-r-MVIC 表現出固有的
高拉伸性
(>1000%)
和
壓縮性 (90%)
，快速
自恢復和高韌性 (2950 kJ m
-3
)
，并具有出色的抗疲勞性，100 次循環無偏差。
耗散粒子動力學模擬
表明，氫鍵沿拉伸方向的取向提高了機械強度和韌性，這進一步通過均方位移計算形成的致密氫鍵網絡導致的分子鏈運動限制得到進一步證明。結合在寬溫度范圍內的高離子電導率和在各種表面上具有定制粘合強度的自主粘合性，
PAM-r-MVIC 可以很容易地用作具有自粘合性的電容/電阻雙峰傳感器的高度可拉伸和可修復的離子導體，高靈敏度、出色的線性度和出色的耐用性。這項研究可能為設計和制造具有高機械彈性、高韌性和優異疲勞恢復能力的離子導電水凝膠提供一條新途徑，用于檢測復雜人體運動的皮膚離子傳感器。
展開 《CM》東華大學凡小山/劉天西：快恢復、自愈和膠粘的SiO2納米復合水凝膠用于超靈敏應變和壓力傳感
【總結】
通過將混合核殼納米粒子
SiO
2
-g-PAAm 引入到 PAAc 網絡中，制備了結合多種獨特性能的新型納米復合水凝膠。混合納米粒子 SiO
2
-g-PAAm 作為動態交聯劑，通過長接枝的 PAAm 鏈和 PAAc 基質之間的密集氫鍵促進水凝膠的形成。由此產生的水凝膠表現出類似于人類皮膚的超柔軟特性和大伸長率。同時，網絡內豐富而集中的氫鍵的協同相互作用使水凝膠具有自愈能力和環境溫度下的快速恢復能力，無需任何外部刺激。
此外，所獲得的水凝膠對不同基材表現出優異的粘合性能。此外，獲得的水凝膠表現出優異的粘合性能，其源
于各種官能團（例如，
-NH
2
、-OH 和 C=O）和范德華力，可以實現在不同基材（例如玻璃
、
橡膠和鋼）上的有效粘合）
。水凝膠被進一步設計為壓力和應變可穿戴傳感器，具有出色的靈敏度和抗疲勞性能。所準備的傳感器可以準確地監測和區分細微的（例如，吞咽、大笑和說話）和大范圍的人體運動（例如，籃球投籃）。因此，相信這項研究為制造具有優異拉伸性、快速恢復性、自愈性和粘附性的可穿戴水凝膠傳感器提供了一種實用且有意義的方法，用于人體健康監測。
參考文獻
：
doi.org/10.1021/acs.chemmater.1c01595
展開 天津大學張雷教授課題組CEJ:長效抗凍、保濕和自再生離子導電水凝膠
該水凝膠可在-40 ℃下表現出很高的導電率（~2.7 S/m），并在-40~25 ℃范圍內保持穩定的機械柔性。
值得注意的是，水凝膠還存在極易脫水變干的問題，且脫水后難以自恢復至原始狀態，這不僅影響了水凝膠的穩定性，也限制了其使用壽命。為了解決這一問題，近日天津大學張雷教授團隊通過在聚（磺基甜菜堿-co-丙烯酸）水凝膠中引入可高度水化的氯化鋰鹽，開發了長效抗凍、保水和自再生的離子導電水凝膠。該水凝膠可在超低溫環境下（-80 ℃）放置30天不發生凍結。同時，該水凝膠具有出色的保水能力，在環境溫度下（25℃，54％相對濕度）放置一周后，可以維持其原始含水量。此外，在真空干燥后，脫水的水凝膠可以自發吸收周圍環境中（即使在-40 ℃）的水分子，自我再生至其原始狀態。這些特性使該水凝膠具有更寬的工作溫度范圍及更長的使用壽命，適用于開發極端環境下的長效柔性電子產品。
聚（磺基甜菜堿-co-丙烯酸）離子導電水凝膠的制備（圖1）。作者選用了具有高度水化能力的氯化鋰作為電解質組分和抗凍組分，以聚（磺基甜菜堿-丙烯酸）作為水凝膠的聚合物網絡。
圖1. 聚（磺基甜菜堿-co-丙烯酸）水凝膠的制備
聚（磺基甜菜堿-co-丙烯酸）離子導電水凝膠抗凍性能表征（圖2）。作者通過DSC測試證明了氯化鋰可顯著降低水溶液冰點，抑制冰晶形成。在-80 ℃下放置30天后，負載氯化鋰的水凝膠仍然保持未凍結狀態且可被扭曲拉伸。
圖2.
展開 港中文朱世平院士/張祺：模擬人體皮膚的比色離子有機水凝膠，用于機械刺激感測和損傷可視化
【往期回顧】
【1】
《Science Advances》康奈爾大學馬明林：可細胞遞送的水凝膠反向呼吸封裝系統
【2】《大分子》浙大吳子良/鄭強/杜淼，華工孫桃林：氫鍵締合介導的韌性超分子水凝膠的動力學和粘彈性
【3】
臺灣大學徐善慧《材料化學》分層膠束結構和快速粘合性的可注射酚醛-殼聚糖自修復水凝膠
【4】
《AFM》北化劉惠玉/郭新東：NIR激光觸發的微針液體創可貼，用于傷口護理
