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圖1通過(guò)強(qiáng)化相分離策略制備SMP的示意圖及基于海藻酸鈉和聚乙烯醇共混體系制備得到的強(qiáng)韌SMP。

  超大孔水凝膠（SMP）以其高度仿生的結(jié)構(gòu)和高滲透性的特質(zhì)，近年來(lái)在生物醫(yī)用領(lǐng)域備受矚目。然而，大孔結(jié)構(gòu)常致使材料整體力學(xué)性能下滑，這嚴(yán)重限制了大孔凝膠的進(jìn)一步應(yīng)用。因此，在獲取大孔結(jié)構(gòu)的同時(shí)維持高韌性，對(duì)于大孔凝膠材料而言無(wú)疑是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。

  近期，浙江大學(xué)相佳佳研究員、邵世群研究員以及劉欣研究員團(tuán)隊(duì)合作，提出一種增強(qiáng)相分離效應(yīng)制備堅(jiān)韌SMP的策略。該策略通過(guò)選取兩種具有不同聚集趨勢(shì)且相互混溶的聚合物（海藻酸鈉和聚乙烯醇），在凝膠化過(guò)程中，這兩種聚合物各自聚集且相互排斥，進(jìn)而誘導(dǎo)高密度聚合物相的產(chǎn)生，成功在水凝膠內(nèi)部塑造出更大的孔隙結(jié)構(gòu)，同時(shí)顯著增強(qiáng)了整體材料的韌性。與傳統(tǒng)的制備方法（如冷凍凝膠化或模板法）相比，此方法無(wú)需耗時(shí)的冷凍處理或溶劑交換，極大地提高了制備效率。而相較于采用嵌段共聚物的傳統(tǒng)相分離策略，本方法大幅提升了材料最終的孔徑。所制備出的水凝膠，孔隙率高達(dá)85%以上，同時(shí)還擁有優(yōu)異的機(jī)械性能，楊氏模量約為300 kPa，壓縮破裂應(yīng)變高達(dá)99%。同時(shí)，通過(guò)調(diào)控不同分子量的海藻酸和聚乙烯醇，能夠靈活控制孔隙尺寸范圍（50 μm至700 μm），增強(qiáng)了該水凝膠在不同應(yīng)用場(chǎng)景中的適用性。

圖5 SMP形成的可能機(jī)制及動(dòng)態(tài)觀察。

  這項(xiàng)工作通過(guò)創(chuàng)新的相分離策略，打破了傳統(tǒng)高孔隙率水凝膠在力學(xué)性能方面的瓶頸，為同時(shí)兼顧高孔隙性和高機(jī)械性能的水凝膠提供了嶄新思路，也為未來(lái)高效制備新型SMP提供了理論依據(jù)和實(shí)踐參考。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202412412