聚合物水凝胶因其独特的设计，可广泛应用于生物医学、农业等多个领域。作为界面材料，水凝胶的优异润滑性能尤为重要。为了提升水凝胶的润滑效果，目前常见的做法是将润滑成分嵌入水凝胶中或接枝于其表面。然而，这些方法存在一个关键问题：一旦低摩擦的润滑层被破坏，或水凝胶内的润滑成分（如脂质等）耗尽，其润滑性能便会迅速下降。因此，如何延长润滑水凝胶的使用寿命仍是该领域研究的重点。为了解决这一问题，山东大学王旭教授团队借鉴关节软骨的润滑机制，开发出一种名为PHEMA/ε-PL₁₀的聚电解质水凝胶。该水凝胶中的聚赖氨酸（ε-PL）可以持续捕获环境中的二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（DMPC），并在表面自发形成润滑层，从而有效降低摩擦。PHEMA/ε-PL₁₀水凝胶在2 N的压力下，摩擦系数（COF）低至0.02，接近人体关节软骨的摩擦系数。即使表面DMPC被磨损，ε-PL依旧能够通过超分子作用捕获环境中的DMPC，保持持久的润滑效果。实验结果表明，即使在500天后，水凝胶仍能保持极低的摩擦系数。该研究以题为“Innovating Lubrication with Polyelectrolyte Hydrogels: Sustained Performance Through Lipid Dynamics”的论文发表在《Advanced Functional Materials》上。

1.聚电解质水凝胶的合成与表征

图1. PHEMA/ε-PL聚电解质水凝胶的表征。

3.PHEMA/ε-PL₁₀水凝胶的持久润滑性能分析

4.各种聚电解质水凝胶的润滑性能

图4.含不同聚电解质的水凝胶的表征。

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202413712