本文将对水凝胶领域的那些突破性的进展进行盘点，看看有没有震惊到你的研究成果呢？

1：超软、超薄、力学增强的电纺纤维复合凝胶柔性电子

中科院苏州纳米所张珽团队在期刊Nano-Micro Letters上发表了最新研究成果“生物组织启发的超软、超薄、力学增强的电纺纤维复合凝胶用于柔性生物电子”。中科院苏州纳米所为第一署名单位，高强博士后为论文第一作者，通讯作者为张珽研究员。该研究开发了一种新策略，通过将电纺纤维网络嵌入水凝胶中从而实现同时具有超薄结构和优异力学性能的复合水凝胶薄膜（< 5 μm）的构建。纤维复合水凝胶提供了广泛的可调模量（从 ~ 5 kPa 到几十 MPa），这与大多数生物组织和器官的模量相匹配。超薄的结构和超柔软特性使电纺纤维复合水凝胶能够无缝附着在各种粗糙表面上，是构建贴附型生物电子器件的理想材料。 研究者通过将电纺纤维网络包埋于水凝胶，开发了一种制备超软、超薄、力学增强复合水凝胶的新策略，实现对不同粗糙物体表面的紧密共形贴附。该工作为超薄柔性生物电子提供新颖的设计和构建思路。

2：多功能液态金属水凝胶

据中科院合肥物质研究院官网介绍，中科院合肥物质院固体所高分子与复合材料研究部田兴友和张献研究员团队联合郑州大学杨艳宇副教授等，利用镓铟合金（ EGaIn）引发聚合，并作为柔性填料，构建了一种可用于人机交互和红外伪装的超拉伸、自愈合的 LM/PVA/P(AAm-co-SMA)双网络水凝胶。研究人员利用镓铟合金（ EGaIn）引发聚合，同时作为柔性填料，构建了一种超拉伸和自愈合的 LM/PVA/P(AAm-co-SMA)双网络水凝胶。刚性的 PVA微晶网络和韧性的 P(AAm-co-SMA)疏水网络的协同作用，以及聚合物网络之间的离子配位和氢键（多重物理交联），赋予了 LM水凝胶优异的超拉伸性（ 2000%）、韧性（ 3.00 MJ/ m3）、抗缺口性和自愈性（室温 24 h愈合效率大于 99%）。LM水凝胶表现出敏感的应变感应行为，可用于人机互动以实现运动识别和健康监测。另外由于 EGaIn具有良好的光热效应和低红外发射率， LM水凝胶在红外伪装方面显示出巨大的应用潜力。相关结果发表在 Materials Horizons 上。

3：3D打印助力高性能导电聚合物水凝胶

麻省理工学院Xuanhe Zhao, Hyunwoo Yuk,江西科技师范大学Baoyang Lu等人报告了一种双连续导电聚合物水凝胶（BC-CPH）。作者提出的这种双连续导电聚合物水凝胶解决了导电水凝胶的难题，BC-CPH为类组织生物电子界面提供了一种很有前途的材料。在BC-CPH的独特优势下，作者通过3D打印制备了单片全水凝胶生物电子界面，能够长期高效地进行电生理刺激，并在大鼠模型中记录多种组织和器官。这项工作可能为水凝胶生物电子学提供一个多功能的工具和平台，不仅可以实现机器和生物系统之间更好和更快速的电接口，还可以在组织工程和再生医学中广泛应用BC-CPH，加快生物医学的发展。研究成果以“3D printable high-performance conducting polymer hydrogel for all-hydrogel bioelectronic interfaces”为题发表在Nature Materials上。

4：分形自泵油水凝胶

中科院理化所王树涛/时连鑫团队报道了一种具有分形亲水微通道的自泵油水凝胶，可以快速移除过量渗出液，效率比纯水凝胶提高约30倍，并有效地促进烧烫伤创面愈合。该研究提出了一种动态乳化过程辅助的乳液界面聚合方法，借助亚稳态乳化动态过程，制备了具有分形结构的自泵油水凝胶敷料。在大鼠烧烫伤创面模型中，分形自泵油水凝胶敷料可显著促进真皮、血管、毛囊再生，相比商用敷料TegadermTM，新生毛囊数目提高约13.5倍，新生血管数目提高约6.6倍，新生真皮空腔面积减少约42.5%。该研究为设计高性能烧烫伤功能敷料提供了新思路，近日以题为“A Rapid Self-pumping Organohydrogel Dressing with Hydrophilic Fractal Microchannels to Promote Burn Wound Healing”的论文发表在《Advanced Materials》上。中国科学院理化技术研究所兰晋泽博士为第一作者，中国科学院理化技术研究所王树涛研究员和时连鑫副研究员为通讯作者，研究工作得到了国家自然科学基金和中科院青年创新促进会的资助支持。

5：含盐水凝胶沙漠条件下也能吸水

在寻找能够收集水的创新材料时，能够从空气中吸收水分的水凝胶 - 吸湿水凝胶引起了研究人员的注意。 为了在各种环境情况下有效和可用，这些水凝胶需要低成本、可扩展和可持续，并提供高度的水蒸气吸收。

麻省理工学院的研究人员开发出一种超吸水性水凝胶，即使在类似沙漠的条件下也能满足所有这些要求。 这种材料吸收能力的关键是在水凝胶中加入一种特殊的盐，即氯化锂。

研究人员通过将水凝胶圆盘滴入含有不同浓度氯化锂盐的溶液中进行实验。 每天他们都会称重，以查看水凝胶中注入了多少盐。 浸泡 30 天后，研究人员发现水凝胶每克凝胶吸收了 0.8 盎司（24 克）的盐。 先前的研究已经实现了 0.2 盎司（6 克）的盐吸收，但水凝胶在盐溶液中的停留时间并没有那么长。

在各种湿度条件下测试了载盐水凝胶。 研究人员发现，在 30%、50% 和 70% 的湿度范围内，水凝胶吸收水分而不会渗漏。 据研究人员称，即使在 30% 的相对湿度（低于沙漠夜间的湿度）下，水凝胶每克材料也能吸收 0.06 盎司（1.79 克）的水，比之前测试的水凝胶多 15%。 水可以被加热、冷凝并收集为超纯水。

该研究发表在《先进材料》杂志上。

6：新型水凝胶皮肤，具有触觉传感能力

英国剑桥大学生物启发机器人实验室的研究人员近日成功创造了一种基于水凝胶的极其柔韧的皮肤，这种皮肤可以为机器人提供触觉特性，复制人类的触觉，以更好地实现软体机器人的开发。据悉，该研究成果已经刊发于5月3日出版的《今日材料电子》杂志。

研究团队使用了一系列电极和一种算法，通过重建触觉刺激，让机器人能够检测物体的触觉特性，这对于机器人在不同场景中获得更准确的触觉反馈非常有益。

研究团队指出，这种基于水凝胶的皮肤非常适合用于软体机器人的开发，因为这种机器人通常需要更高的柔软度和可塑性。与之前的机器人 皮肤材料相比，这种新的电子皮肤可以更好地模仿人类皮肤的触觉反馈，从而让机器人更接近于人类。

除了为机器人提供更准确的触觉反馈，这种电子皮肤还可以为例如感应器和生物医学工具等设备提供更为复杂的电子传感性能，其未来的发展前景令人十分期待。

7：可修复和多种环境适用的凝胶

据北大官网报道，北大深圳研究生院新材料学院孟鸿课题组在內盐型DMAPS水凝胶中加入了一种绿色溶剂——丙酮缩甘油（solketal），在较宽的湿度范围下，solketal水凝胶的水含量和机械性能稳定性方面优于最常用的溶剂——甘油。此外，得益于solketal的存在，一种疏水性的低聚物液体（PPG）可以被引入，以进一步改变水凝胶的特性。所得的水凝胶在湿度为30%至90%RH和温度为-20至40°C的范围内实现了约2000%的断裂应变，并具有良好的自愈性。利用水凝胶中的两性离子基团和稳定的水含量，优化后的水凝胶被用作电介质层来构建一个离子型压力传感器，实现了无泄漏离子、高灵敏度（>1100kPa-1）、广泛的湿度和温度适用性。研究人员通过将水凝胶基底与Ag@poly（DMAPS）浆料相结合，得到宽湿度的可愈合和可拉伸电极，并将高性能的电极和电介质层整合在一起，开发了一个全器件可愈合的高灵敏度传感器。该研究在国际知名期刊Advanced Materials上发表题为“Wide Humidity Range Applicable, Anti-Freezing and Healable Zwitterionic Hydrogels for Ion-Leakage-Free Iontronic Sensors”的研究论文。

来源：贤集网—材料月球

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