水凝膠是一類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，也是開發(fā)類肌肉驅(qū)動器的最佳基體材料。但是水凝膠通常比較脆弱，受到外力后容易發(fā)生機械破裂，從而大大限制了其應(yīng)用范圍。

　　為解決水凝膠材料力學性能差的問題，中國科學院蘭州化學物理研究所研究員周峰課題組利用分子工程設(shè)計制備出了一種具有雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的超高強度水凝膠（Molecularly Engineered Dual-Crosslinked Hydrogel with Ultrahigh Mechanical Strength, Toughness, and Good Self-Recovery），該水凝膠具有新穎的共價鍵與配位鍵雙交聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式，其中的化學交聯(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態(tài)的交聯(lián)形式，在受到外界的應(yīng)力后，可動態(tài)地斷裂配位鍵以耗散能量，從而大大提高水凝膠的機械性能。

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

　　這一研究工作近期發(fā)表在Advanced Materials, 2015, 27(12), 2054-2059上。