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　　水(shui)(shui)凝膠作(zuo)為一種軟濕(shi)材料(liao)，具有高度可調(diao)的(de)物(wu)(wu)理化學性質，在生物(wu)(wu)組織(zhi)(zhi)粘合劑(ji)、柔(rou)性電子器件和組織(zhi)(zhi)替代物(wu)(wu)等領(ling)(ling)域展現出廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)(ying)(ying)用潛能(neng)(neng)。然而，水(shui)(shui)凝膠的(de)高含(han)水(shui)(shui)量(liang)往往伴隨著較弱的(de)機(ji)(ji)(ji)械性能(neng)(neng)，難(nan)以滿足承重軟組織(zhi)(zhi)的(de)需求。無(wu)機(ji)(ji)(ji)鹽(yan)的(de)霍(huo)夫(fu)邁(mai)斯特效(xiao)應(ying)(ying)(ying)已被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)(ying)(ying)用于(yu)調(diao)節(jie)水(shui)(shui)凝膠的(de)機(ji)(ji)(ji)械性能(neng)(neng)，但是水(shui)(shui)凝膠中高濃度的(de)鹽(yan)含(han)量(liang)可能(neng)(neng)會降(jiang)低生物(wu)(wu)相容性，限制其在生物(wu)(wu)醫學領(ling)(ling)域的(de)應(ying)(ying)(ying)用。

　　近日，西安交(jiao)大化學(xue)學(xue)院成一(yi)龍研究(jiu)員課(ke)題組首次發(fa)現聚(ju)(ju)電(dian)解(jie)質可以(yi)(yi)通過霍夫邁(mai)斯特效(xiao)應(ying)增(zeng)強(qiang)雙網(wang)絡水(shui)(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)。相(xiang)比(bi)(bi)無機(ji)(ji)(ji)鹽(yan)，聚(ju)(ju)電(dian)解(jie)質具有優(you)異(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)相(xiang)容(rong)性(xing)(xing)、生(sheng)(sheng)物(wu)活性(xing)(xing)和(he)(he)防(fang)(fang)污能(neng)(neng)力(li)(li)。與聚(ju)(ju)丙烯酸(suan)（PAA）相(xiang)比(bi)(bi)，在聚(ju)(ju)乙烯醇（PVA）水(shui)(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)中(zhong)引(yin)入(ru)陰離(li)子聚(ju)(ju)丙烯酸(suan)鈉（P(iAA)）可以(yi)(yi)顯(xian)著(zhu)提(ti)(ti)高(gao)(gao)水(shui)(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)：拉伸(shen)強(qiang)度(du)、抗壓強(qiang)度(du)、楊(yang)氏模(mo)量(liang)、韌性(xing)(xing)和(he)(he)斷裂(lie)能(neng)(neng)分別提(ti)(ti)高(gao)(gao)73、64、28、135和(he)(he)19倍。團(tuan)隊通過掃(sao)描電(dian)子顯(xian)微(wei)鏡(jing)（SEM）、衰(shuai)減全反射(she)(she)傅(fu)立葉變(bian)換紅外光譜（ATR-FTIR）、X射(she)(she)線衍射(she)(she)（XRD）、小角X射(she)(she)線散射(she)(she)（SAXS）和(he)(he)差示(shi)掃(sao)描量(liang)熱法（DSC）等多種(zhong)表征(zheng)手段闡明了(le)聚(ju)(ju)電(dian)解(jie)質的(de)(de)(de)(de)霍夫邁(mai)斯特效(xiao)應(ying)對水(shui)(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)機(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)強(qiang)機(ji)(ji)(ji)制：與可能(neng)(neng)干擾PVA鏈(lian)間氫鍵形成的(de)(de)(de)(de)PAA相(xiang)比(bi)(bi)，P(iAA)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)羧(suo)酸(suan)根離(li)子可以(yi)(yi)極化PVA周(zhou)圍(wei)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)合(he)分子，誘導PVA聚(ju)(ju)集形成結晶，作為水(shui)(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)網(wang)絡中(zhong)的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)交(jiao)聯點，從而顯(xian)著(zhu)提(ti)(ti)高(gao)(gao)水(shui)(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。值得注意(yi)的(de)(de)(de)(de)是，通過改(gai)變(bian)聚(ju)(ju)電(dian)解(jie)質的(de)(de)(de)(de)類(lei)型、濃度(du)、離(li)子化程度(du)和(he)(he)相(xiang)對疏水(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)可以(yi)(yi)使水(shui)(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)在寬范圍(wei)內可調，以(yi)(yi)滿足(zu)生(sheng)(sheng)物(wu)醫學(xue)應(ying)用的(de)(de)(de)(de)不同需求。其中(zhong)楊(yang)氏模(mo)量(liang)可以(yi)(yi)涵(han)蓋人體內各種(zhong)軟組織的(de)(de)(de)(de)模(mo)量(liang)。該(gai)策略也可以(yi)(yi)推廣到(dao)其他霍夫邁(mai)斯特效(xiao)應(ying)敏感的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)和(he)(he)聚(ju)(ju)電(dian)解(jie)質。此外，在聚(ju)(ju)電(dian)解(jie)質結構中(zhong)引(yin)入(ru)脲(niao)鍵可以(yi)(yi)進一(yi)步提(ti)(ti)高(gao)(gao)水(shui)(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)（拉伸(shen)強(qiang)度(du)1.95 MPa）和(he)(he)抗溶脹性(xing)(xing)（30天內溶脹率為68%）。結合(he)優(you)異(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)防(fang)(fang)污能(neng)(neng)力(li)(li)和(he)(he)生(sheng)(sheng)物(wu)相(xiang)容(rong)性(xing)(xing)，該(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)可以(yi)(yi)作為生(sheng)(sheng)物(wu)補片(pian)有效(xiao)預防(fang)(fang)內臟黏(nian)連和(he)(he)疝氣形成，并加快腹壁(bi)缺損的(de)(de)(de)(de)愈(yu)合(he)。

　　該(gai)研究成果(guo)以《聚(ju)電解質增(zeng)韌雙(shuang)網絡水凝膠》（Toughening Double Network Hydrogels by Polyelectrolytes）為(wei)題發表(biao)在期刊(kan)《先進材料》（Advanced Materials)上。西(xi)安(an)交(jiao)(jiao)通(tong)大(da)學儲(chu)能材料與器件(jian)教(jiao)育部(bu)工程(cheng)研究中心為(wei)論(lun)文第一署名單位，化學學院博士生張夢園為(wei)論(lun)文的(de)(de)(de)第一作(zuo)者，通(tong)訊作(zuo)者為(wei)西(xi)安(an)交(jiao)(jiao)大(da)化學學院成一龍研究員。研究工作(zuo)得到國家自然(ran)科學基金、西(xi)安(an)交(jiao)(jiao)通(tong)大(da)學“青年拔(ba)尖人才支(zhi)持計劃”、中央高校基本科研業(ye)務費等項目的(de)(de)(de)資助，并得到了西(xi)安(an)交(jiao)(jiao)通(tong)大(da)學分(fen)析測試(shi)共(gong)享中心的(de)(de)(de)支(zhi)持。

　　成一(yi)龍(long)研究員(yuan)課(ke)題組(zu)致(zhi)力于(yu)功(gong)能水凝膠的構(gou)建與應用(yong)研究，在(zai)相(xiang)關(guan)理論(lun)發(fa)展和(he)實際應用(yong)方面取得(de)了(le)一(yi)系列原(yuan)創性成果(guo)，并在(zai)Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Materials Horizons、Biomaterials、Chemistry of Materials等期刊發(fa)表了(le)一(yi)系列重(zhong)要論(lun)文(wen)。