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  近年來(lái)，水凝膠憑借其獨(dú)特的性能在多個(gè)領(lǐng)域備受關(guān)注，但其機(jī)械強(qiáng)度不足的問(wèn)題始終是阻礙其廣泛應(yīng)用的一大難題。為解決這一問(wèn)題，不列顛哥倫比亞大學(xué)Feng Jiang團(tuán)隊(duì) (第一作者 Yuhang Ye) 創(chuàng)新性地提出了一種基于糖類材料的多尺度氫鍵增強(qiáng)策略，通過(guò)優(yōu)化水凝膠的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效提升其機(jī)械性能。這一方法的核心在于引入兩種不同尺度的糖類材料——分子級(jí)的單糖（如葡萄糖）和納米/微米級(jí)的多糖（如纖維素納米纖維）。它們能夠在水凝膠內(nèi)部形成跨尺度的氫鍵網(wǎng)絡(luò)，大大增強(qiáng)水凝膠的韌性。同時(shí)，這種增強(qiáng)的水凝膠還表現(xiàn)出優(yōu)異的環(huán)境耐受能力和抗惡劣溶劑性能，即使在極端條件下也能穩(wěn)定性能。例如，將水凝膠與乙醇交換后，得到的醇凝膠會(huì)因外力作用呈現(xiàn)出獨(dú)特的鮮艷干涉色，非常適合用來(lái)制作力學(xué)-光學(xué)傳感器。同時(shí)，這一策略不僅適用于多種材料體系，還展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，比如可以作為生物電子接口用于記錄生理信號(hào)。這一突破為未來(lái)開發(fā)更高質(zhì)量、更耐用的水凝膠提供了新思路，也為可持續(xù)生物材料的創(chuàng)新應(yīng)用開啟了新的篇章。

  2024年12月4日，該研究成果以“Toughening hydrogels through a multiscale hydrogen bonding network enabled by saccharides for a bio-machine interface? Check for updates”為題發(fā)表在期刊《Materials Horizons》（DOI:10.1039/D4MH01645A）。

  論文信息：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/mh/d4mh01645a