受承重組織驚人的機械性能的啟發，許多人致力于研究能夠在密集的機械負荷下發揮作用的水凝膠，用于肌肉骨骼修復、軟骨再生和軟體機器人建造等應用。用于增韌水凝膠的一個關鍵設計原則是利用犧牲鍵/網絡來耗散能量，這可能依賴于疏水相互作用、離子對、氫鍵、配位相互作用、客體相互作用和微晶。盡管這些分子工程方法能增強水凝膠的韌性，但往往不能加強水凝膠的強度，因為水凝膠和韌性是相互排斥的。然而，要在同一合成水凝膠中實現高強度、高韌性、強大的抗疲勞性和快速恢復，仍然具有挑戰性。
在此, 南京大學曹毅教授/王煒教授等人受生物網絡結構的啟發，提出了一種由Picot纖維組成的分層結構，該結構由通過靈活的隱藏長度相互連接的自組裝金屬離子包肽 β-鏈組成。通過交聯這些纖維，所得水凝膠表現出高機械強度(斷裂應力～4.1 MPa)、超高韌性(斷裂能～25.3 kJ m?2)、出色的抗疲勞性(疲勞閾值～424 J m?2)，以及一秒鐘內幾乎 100% 的機械恢復。這種設計提供了在合成水凝膠中結合通常不相容的機械性能的一般途徑。該研究以題為“Strong, tough, rapid-recovery, and fatigue-resistant hydrogels made of Picot peptide fibres”的論文發表在《Nature Communications》上。
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