前沿透视：Adv. Mater. - 通用平台，利用离子特异性制备力学性能大范围可调的聚乙烯醇水凝胶

来源：今日新材料

水凝胶是一种具有高含水量的三维（3D）交联聚合材料，其在组织工程、药物输送、可植入电子、能量存储、涂料、粘合剂、软体机器人等领域有着广泛的应用。尽管水凝胶在不同领域中已得到充分的研究,但因为力学性能不佳等各种问题，水凝胶还未得到充分的实际应用；同时，不同的应用场景对水凝胶的力学性能有着不同的要求，这为设计水凝胶带来了巨大的挑战。

近日，美国加州大学洛杉矶分校贺曦敏教授和上海交通大学朱新远教授等人报道了一种基于Hofmeister效应，提出了通过离子调节聚合物链的聚集状态来可逆地大范围地改变水凝胶的力学性能的策略。作者制备了超韧性的聚乙烯醇（PVA）水凝胶作为示例性材料（韧性150±20 MJ/m3），它超过了聚（二甲基硅氧烷）PDMS、合成橡胶和天然蜘蛛丝等合成聚合物。通过改变离子种类和浓度，PVA水凝胶的力学性能得到了大范围的调控：拉伸强度从50±9 kPa到15±1 MPa，韧性从0.0167±0.003 MJ /m3到150±20 MJ/m3，延伸率从300±100％至2100±300％，模量从24±2 kPa至2500±140 kPa。其中，用饱和Na2SO4浸泡的水凝胶显示出极优秀的力学性能，不仅优于先前报道的大多数水凝胶，其韧性还优于PDMS、合成橡胶和天然蜘蛛丝。用于调控水凝胶力学性能的离子不是水凝胶的组分，在离子溶液中浸泡处理后，其可被完全洗出，最终的无离子PVA水凝胶可以很好地保持其力学性能和非常理想的生物相容性，而不会受制备水凝胶时使用离子的影响。通过这种简便的方法来大范围调控凝胶力学性能，有望满足从生物医学到软体机器人技术和可穿戴电子产品等多个领域的需求。

文献链接：
Poly(vinyl alcohol) Hydrogels with Broad-Range Tunable Mechanical Properties via the Hofmeister Effect，Advanced Materials，2021

原文链接：
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5ODcyMzk0Mg==&mid=2651097378&idx=3&sn=1c2f4a48337bebfc77b48a32a431d33e&chksm=bd36412b8a41c83d5931858a921e8298d7412b56ad97c55219e7b602e617e686a590733092cc&mpshare=1&scene=1&srcid=0221QeRkRBDyukinQHZDXDVc&sharer_sharetime=1613876598195&sharer_shareid=bd42e2ca4eac38ac75396775af17670f&exportkey=Ad6nCJZmmnToy4IO7U1D4yQ%3D&pass_ticket=IfkpE8FsBam%2BSlQnIh56Q%2FbjLNTMZD1SlC4ROhPBsCgxKCFe%2FgfkNyEGd2qqAsTS&wx_header=0#rd