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  近年來(lái)，如何制備強(qiáng)韌水凝膠一直是水凝膠領(lǐng)域亟待解決的難題之一。近日，為了解決這一問題，不列顛哥倫比亞大學(xué)姜鋒團(tuán)隊(duì)通過使用鹽析-取向-鎖定策略（SALT）構(gòu)建了一種新型制備高強(qiáng)高韌水凝膠的方法（圖一）。通過簡(jiǎn)單的SALT策略，原本拉伸強(qiáng)度只有10kPa的明膠水凝膠可以增強(qiáng)約1000倍到大于10MPa，同時(shí)也能保持原有的應(yīng)變性能（圖2）。SAXS以及WAXS的研究結(jié)果顯示，水凝膠中豐富的物理作用聚集以及取向帶來(lái)的分子量各向異性分布是水凝膠能夠得到增強(qiáng)的主要原因（圖3）。最后，團(tuán)隊(duì)講該SALT方法應(yīng)用到了不同的水凝膠體系中，結(jié)果顯示該方法對(duì)于具有Hofmeister效應(yīng)的水凝膠體系具有普適性，有望進(jìn)一步用于未來(lái)制備其他新型強(qiáng)韌水凝膠（圖4）。

圖1：水凝膠的制備方法及機(jī)械性能對(duì)比

圖2：水凝膠的各向異性性能以及機(jī)械性能分析。

圖3：水凝膠的增強(qiáng)機(jī)理分析

 圖4：SALT方法的普適性以及與其他方法進(jìn)行的對(duì)比。

  總之，本文通過鹽析-取向-鎖定的方式成功了研發(fā)了一種新型的制備強(qiáng)韌水凝膠的方法，實(shí)現(xiàn)了明膠水凝膠從10kPa到10MPa的轉(zhuǎn)變。這為高強(qiáng)高韌水凝膠的發(fā)展拓寬了方向。

同時(shí)，此工作也是該團(tuán)隊(duì)有關(guān)水凝膠的最新進(jìn)展，近年來(lái)該團(tuán)隊(duì)已在此領(lǐng)域發(fā)表過多篇重要工作。

  超拉伸纖維素水凝膠：

  Materials Today, 2024, just accepted. (10.1016/j.mattod.2024.02.007)

  纖維素基離子導(dǎo)體綜述，

  Chemical Reviews 2024，123 (15), 9204-9264

  糖析法制備水凝膠，

  Adv. Funct. Mater.2024, 2315184

  全纖維素基水凝膠膠黏劑，

  The Innovation Materials, 2024, 1 (3), 100040

  仿生環(huán)境響應(yīng)性異質(zhì)結(jié)構(gòu)水凝膠,

  Mater. Horiz., 2023, 10, 2667-2676

  用于離子皮膚的高環(huán)境穩(wěn)定性離子凝膠,

  Adv. Funct. Mater.2023, 33, 2209787

  界面工程制備的液態(tài)金屬水凝膠,

  Nano Energy 2022，99, 107374

  綠色方法制備纖維素基水凝膠，

  Adv. Funct. Mater.2022，32，2202533

  納米纖維素本征性能對(duì)于水凝膠性質(zhì)的提高

  Adv. Funct. Mater.2020, 30, 200343

  全文鏈接: Sun X, Mao Y, Yu Z, et al. A Biomimetic" Salting Out-Alignment-Locking" Tactic to Design Strong and Tough Hydrogel[J]. Advanced Materials (Deerfield Beach, Fla.), 2024: e2400084-e2400084.

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202400084