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  水凝膠由于其高含水量、化學與生物分子透過性、生物相容性以及與人體軟組織具有相似結構等特性受到研究者的關注。傳統水凝膠存在力學強度弱，易發生永久性斷裂等缺點，這很大程度上限制了其在組織工程、智能傳感器、藥物釋控等領域中的應用。因此，如何有效地提高水凝膠力學性能是目前水凝膠領域研究的熱點和難點。

  為了實現網絡結構的優化從而提高水凝膠的力學性能，哈爾濱工業大學材料學院李保強教授課題組厲世能博士設計并合成了雙官能團(乙烯基和環氧基)超支化聚硅氧烷(HSi)。以HSi為新型交聯劑，通過熱引發自由基聚合制備了聚丙烯酰胺/殼聚糖水凝膠。交聯劑不但交聯聚丙烯酰胺水凝膠網絡，同時將殼聚糖分子鏈有效地結合到雙組分水凝膠網絡，提高了水凝膠網絡結構的應力傳遞與能量損耗能力。文章重點研究了新型交聯劑的分子結構、交聯劑用量以及含水量等參數對復合水凝膠力學性能的影響。通過優化和調節交聯劑參數(包括乙烯基/環氧基官能團比例與交聯劑用量) 可以實現聚合物網絡結構的致密化和均一化。力學性能測試表明：聚丙烯酰胺/殼聚糖水凝膠呈現出較高的拉伸強度和韌性、高延展性以及高壓縮應變下良好的抗疲勞性等優異性能（拉伸強度達302 kPa，斷裂能達3.85 MJ·m-3，斷裂伸長率達 2263%，多次循環壓縮后壓縮強度依然保持初始值的90%）。多種的結合鍵的形成有效地增強聚合物鏈之間的相互作用（共價鍵，分子間共價鍵以及氫鍵），而且進一步優化了聚合網絡結構，實現了外力作用下時更多的能量耗散。該研究為新型交聯劑分子結構的設計與開發，從而實現水凝膠的強韌化提供了新的思路。

  該成果發表在Materials & Design (Li S-N, Li B*, Gong L-X, Yu Z-R, Feng Y, Jia D, Zhou Y, Tang L*, et al. Enhanced mechanical properties of polyacrylamide/chitosan hydrogels by tuning the molecular structure of hyperbranched polysiloxane. Materials & Design. 2019;162:162-70)上，論文是開放獲取方式發表。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.11.045