从怀萍教授/俞书宏院士《自然·通讯》：高强韧仿生多级取向结构异质芯-鞘水凝胶

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集高强度、高刚度、高韧性和高抗疲劳性的水凝胶材料在组织工程、软机器人和人造肌肉领域具有重要应用前景。然而，由于这些性能之间存在本征冲突，很难将其集合到单一水凝胶材料中，这极大限制了它们的实际应用。受天然材料等级结构启发，研究人员开发了多种结构取向策略以实现凝胶的协同增强和增韧，但取得的进展有限，这是由于组装结构的层级和精度上仍远落后于自然生物材料。例如牙齿，它不仅具有精细的多级取向结构，还表现出复杂的异质结构：表层表现出高刚性能够防止磨损，而内层表现出高韧性能承受一定变形和疲劳使用，梯度界面能够有效防止二者性能不匹配导致应力集中。然而， 在水凝胶材料中设计复杂多级异质结构和梯度界面以集成本征冲突的机械性能具有极大挑战性。 为了解决这些问题， 合肥工业大学 从怀萍教 ………………………………