再登顶刊！盘点水凝胶领域又有那些突破性的进展！

　　1：超软、超薄、力学增强的电纺纤维复合凝胶柔性电子

　　

　　中科院苏州纳米所张珽团队在期刊Nano-Micro Letters上发表了最新研究成果“生物组织启发的超软、超薄、力学增强的电纺纤维复合凝胶用于柔性生物电子”。中科院苏州纳米所为第一署名单位，高强博士后为论文第一作者，通讯作者为张珽研究员。该研究开发了一种新策略，通过将电纺纤维网络嵌入水凝胶中从而实现同时具有超薄结构和优异力学性能的复合水凝胶薄膜（

　　2：多功能液态金属水凝胶

　　

　　据中科院合肥物质研究院官网介绍，中科院合肥物质院固体所高分子与复合材料研究部田兴友和张献研究员团队联合郑州大学杨艳宇副教授等，利用镓铟合金（ EGaIn）引发聚合，并作为柔性填料，构建了一种可用于人机交互和红外伪装的超拉伸、自愈合的 LM/PVA/P(AAm-co-SMA)双网络水凝胶。研究人员利用镓铟合金（ EGaIn）引发聚合，同时作为柔性填料，构建了一种超拉伸和自愈合的 LM/PVA/P(AAm-co-SMA)双网络水凝胶。刚性的 PVA微晶网络和韧性的 P(AAm-co-SMA)疏水网络的协同作用，以及聚合物网络之间的离子配位和氢键（多重物理交联），赋予了 LM水凝胶优异的超拉伸性（ 2000%）、韧性（ 3.00 MJ/ m3）、抗缺口性和自愈性（室温 24 h愈合效率大于 99%）。LM水凝胶表现出敏感的应变感应行为，可用于人机互动以实现运动识别和健康监测。另外由于 EGaIn具有良好的光热效应和低红外发射率， LM水凝胶在红外伪装方面显示出巨大的应用潜力。相关结果发表在 Materials Horizons 上。

　　3：3D打印助力高性能导电聚合物水凝胶

　　

　　麻省理工学院Xuanhe Zhao, Hyunwoo Yuk,江西科技师范大学Baoyang Lu等人报告了一种双连续导电聚合物水凝胶（BC-CPH）。作者提出的这种双连续导电聚合物水凝胶解决了导电水凝胶的难题，BC-CPH为类组织生物电子界面提供了一种很有前途的材料。在BC-CPH的独特优势下，作者通过3D打印制备了单片全水凝胶生物电子界面，能够长期高效地进行电生理刺激，并在大鼠模型中记录多种组织和器官。这项工作可能为水凝胶生物电子学提供一个多功能的工具和平台，不仅可以实现机器和生物系统之间更好和更快速的电接口，还可以在组织工程和再生医学中广泛应用BC-CPH，加快生物医学的发展。研究成果以“3D printable high-performance conducting polymer hydrogel for all-hydrogel bioelectronic interfaces”为题发表在Nature Materials上。

　　4：分形自泵油水凝胶

　　

　　中科院理化所王树涛/时连鑫团队报道了一种具有分形亲水微通道的自泵油水凝胶，可以快速移除过量渗出液，效率比纯水凝胶提高约30倍，并有效地促进烧烫伤创面愈合。该研究提出了一种动态乳化过程辅助的乳液界面聚合方法，借助亚稳态乳化动态过程，制备了具有分形结构的自泵油水凝胶敷料。在大鼠烧烫伤创面模型中，分形自泵油水凝胶敷料可显著促进真皮、血管、毛囊再生，相比商用敷料TegadermTM，新生毛囊数目提高约13.5倍，新生血管数目提高约6.6倍，新生真皮空腔面积减少约42.5%。该研究为设计高性能烧烫伤功能敷料提供了新思路，近日以题为“A Rapid Self-pumping Organohydrogel Dressing with Hydrophilic Fractal Microchannels to Promote Burn Wound Healing”的论文发表在《Advanced Materials》上。中国科学院理化技术研究所兰晋泽博士为第一作者，中国科学院理化技术研究所王树涛研究员和时连鑫副研究员为通讯作者，研究工作得到了国家自然科学基金和中科院青年创新促进会的资助支持。

　　5：水凝胶固定化酶策略

　　

　　据中科院官网介绍，中国科学院天津工业生物技术研究所孙周通带领的生物催化研究中心团队，与清华大学化学工程系王玉军团队合作，开发了可行的酶固定化策略。该策略利用三氮唑类化合物和金属离子的协同桥接，诱导形成多孔的酶组装水凝胶，提高了酶催化活性和稳定性。水凝胶固定化后的醇脱氢酶对酮底物的催化还原效率是游离酶的6.3倍，在循环使用12个周期后仍具有较高的催化活性，且保持较高的立体选择性，证实了它的稳定性和可重复使用性。进一步，该研究通过冷冻电镜解析了水凝胶固定化酶近原子分辨率（2.1埃）的复合体结构，阐明了水凝胶形成的可能机制，揭示了三氮唑类化合物和金属离子在水凝胶形成过程中的重要作用，并结合计算模拟解析了固定化酶提高催化活性和稳定性的分子机制。该研究策略简单易操作，可为工业酶固定化应用提供理论指导和实践指导。相关研究成果发表在Nature Communications上。

　　6：可修复和多种环境适用的凝胶

　　

　　据北大官网报道，北大深圳研究生院新材料学院孟鸿课题组在內盐型DMAPS水凝胶中加入了一种绿色溶剂——丙酮缩甘油（solketal），在较宽的湿度范围下，solketal水凝胶的水含量和机械性能稳定性方面优于最常用的溶剂——甘油。此外，得益于solketal的存在，一种疏水性的低聚物液体（PPG）可以被引入，以进一步改变水凝胶的特性。所得的水凝胶在湿度为30%至90%RH和温度为-20至40°C的范围内实现了约2000%的断裂应变，并具有良好的自愈性。利用水凝胶中的两性离子基团和稳定的水含量，优化后的水凝胶被用作电介质层来构建一个离子型压力传感器，实现了无泄漏离子、高灵敏度（>1100kPa-1）、广泛的湿度和温度适用性。研究人员通过将水凝胶基底与Ag@poly（DMAPS）浆料相结合，得到宽湿度的可愈合和可拉伸电极，并将高性能的电极和电介质层整合在一起，开发了一个全器件可愈合的高灵敏度传感器。该研究在国际知名期刊Advanced Materials上发表题为“Wide Humidity Range Applicable, Anti-Freezing and Healable Zwitterionic Hydrogels for Ion-Leakage-Free Iontronic Sensors”的研究论文。

　　7：基于氧化还原MOFs粘附导电水凝胶

　　

　　西南交通大学医学院（生物医学工程研究院）鲁雄教授、谢超鸣研究员团队和西华大学姜丽丽副教授基于仿贻贝机理，利用聚多巴胺（PDA）介导导电高分子PEDOT在ZIF-71表面自组装，制备了一种具有亲水性、导电性和氧化还原活性的核壳结构PEDOT@PZIF-71纳米颗粒。并将该纳米颗粒作为填料掺杂进聚丙烯酰胺（PAM）网络中，制备了具有生物粘附性、柔性的导电PEDOT@PZIF-71/PAM水凝胶。一方面，PDA修饰的ZIF-71（PZIF-71）可以作为核心模板为PEDOT的组装提供大量的活性位点；另一方面，导电外壳PEDOT可以做为电荷收集器提升PEDOT@PZIF-71的电子转移能力。PEDOT和PZIF-71协同增加纳米颗粒的导电性和电化学性能。此外，由于PEDOT@PZIF-71纳米颗粒中儿茶酚基团的存在，制备的水凝胶具有良好的粘附性和生物相容性。基于以上优点，该水凝胶不仅可以作为用于电生理信号测量的生物电极，还可以用来组装可提供电刺激治疗的超级电容器。该研究成果以“Bioadhesive and electroactive hydrogels for flexible bioelectronics and supercapacitors enabled by a redox-active core–shell PEDOT@PZIF-71 system”为题发表于《Materials Horizons》。