水凝胶能够模拟生物组织或皮肤的弹性，但仍不能达到令人满意的强度和韧性，大大限制了其应用范围。天然木材的各向异性结构为设计高强度水凝胶提供了灵感。
在这里，中科院大连化物所吴忠帅研究员提出了一种综合策略，使用盐化辅助预拉伸处理来有效地制备超强水凝胶。
文章要点
1）所制备的聚乙烯醇/纤维素纳米纤维杂化水凝胶具有明显的木材状各向异性，包括取向的分子纤维束和长大的颗粒尺寸，使材料具有极好的综合力学性能，极限断裂强度超过40 MPa，应变接近250%，韧性超过60 MJ·m−3，以及优异的撕裂性能。
2）预溶胀预取向水凝胶的断裂强度和韧性分别达到10 Mpa和25MJ·m−3。体外和体内实验表明，再溶水凝胶不影响细胞的生长和活性，也不会引起小鼠组织的炎症或排斥反应，具有极低的生物毒性和良好的组织相容性，在人工韧带或肌腱中具有良好的应用前景。
这项研究提供的策略可以推广到各种生物相容聚合物，以制备具有各向异性结构的高性能水凝胶。
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Lu Wu, et al, Natural-Wood-Inspired Ultrastrong Anisotropic Hybrid Hydrogels Targeting Artificial Tendons or Ligaments, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c01976
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c01976
