水凝膠因其柔軟、濕潤的特性及良好的生物相容性，在組織工程、軟體機器人等領域展現出巨大潛力。然而，傳統水凝膠的機械性能往往較差，強度、韌性和抗疲勞性難以兼顧，尤其在承載負荷的應用中容易失效。此外，各向異性結構的構建與性能的同步提升一直是個挑戰。如何使水凝膠在模擬生物組織力學性能的同時，具備優異的耐久性和結構穩定性，成為該領域亟待解決的關鍵問題。
近日，揚州大學高杰峰教授提出了一種創新的漸進式納米結晶策略，通過機械訓練、濕法退火和鹽析三步法，成功制備出具有層級結構的高強度、抗疲勞各向異性聚乙烯醇水凝膠。該方法不僅實現了 61±3 MPa的拉伸強度、106±27 MJ·m?3 韌性和85±9 kJ·m?2 斷裂能的優異力學性能，其抗疲勞閾值更高達 2083 J·m?2，同時具備良好的抗溶脹性和細胞引導能力，為負載型生物醫學材料的設計提供了新思路。相關論文以“Hierarchical crack-resistant, tissue-mimetic hydrogels enabled by progressive nanocrystallization of anisotropic polymer networks”為題，發表在Nature Communications上。
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