顆粒在線訊：聚合物水凝膠，作為一類通過化學交聯(lián)或物理相互作用形成的高分子三維網(wǎng)絡(luò)，因具有類似于生物組織的高含水量而表現(xiàn)出優(yōu)異的生物相容性，在組織工程、藥物釋放、生物傳感等領(lǐng)域展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。然而，傳統(tǒng)水凝膠的力學性能較差，其實際應(yīng)用受限。

　　近年來，中國科學院化學研究所高分子物理與化學實驗室邱東研究員課題組致力于強韌水凝膠的開發(fā)與功能化研究，并取得系列進展。研究團隊從調(diào)控高分子鏈間相互作用角度出發(fā)，提出了高分子鏈氫鍵作用“時域調(diào)控”策略（Advanced Materials）以及“連體網(wǎng)絡(luò)”增強策略（Science Advances），實現(xiàn)了水凝膠的力學性能的提升；實現(xiàn)了水凝膠的多種功能化，發(fā)展了黏附型水凝膠（Chinese Chemical Letters）、耐鹽性水凝膠（Polymer）以及表面具有褶皺結(jié)構(gòu)的仿生水凝膠（Chemical Communications）。

　　近日，該課題組在前期成果的基礎(chǔ)上，從高分子/納米顆粒相互作用調(diào)控角度出發(fā)，將高度枝化的二氧化硅納米顆粒（比表面積高達1000 m2.g-1）引入到適度化學交聯(lián)的聚合物膠網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展了一類高含水量的純彈性納米復(fù)合水凝膠材料。在含水量達96 wt%的條件下，該類納米復(fù)合水凝膠表現(xiàn)出高達11.5倍的斷裂伸長率。由于徹底消除了凝膠網(wǎng)絡(luò)中的能量耗散途徑（高分子鏈解纏結(jié)、共價鍵斷裂等），此類納米復(fù)合水凝膠在循環(huán)載荷作用下幾乎沒有任何應(yīng)力回滯，表現(xiàn)出類似于彈簧的純彈性力學行為。獨特的彈性力學行為還賦予此類復(fù)合水凝膠材料優(yōu)異的抗疲勞性質(zhì)，水相環(huán)境下的動態(tài)載荷測試表明歷經(jīng)5000次循環(huán)拉伸處理后，此類納米復(fù)合水凝膠依然能維持其交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的完整性?；诖祟惣{米復(fù)合水凝膠材料獨特的純彈性力學行為，研究還構(gòu)建了離子型應(yīng)變傳感器，實現(xiàn)了對微小振動的高靈敏度檢測。相關(guān)研究成果發(fā)表在Advanced Materials上。

　　研究工作得到國家自然科學基金和中科院的支持，并獲得美國橡樹嶺國家實驗室以及中國散裂中子源（東莞）小角中子散射線站的技術(shù)支持。美國馬薩諸塞大學科研人員參與研究。

納米復(fù)合水凝膠的力學性能及其在微小振動高精度檢測中的應(yīng)用