肌肉组织是人体最坚韧的各向异性组织之一；其优异的力学性能来源于其独特的多层级纤维结构。这些多层次纤维结构的形成包含了两个基本的生命过程：i) 外界营养成分的摄取、转换; ii) 机械训练将摄取的外界营养物质转换为纤维结构，从而增强增韧肌肉组织。此外，肌肉组织生长过程中，纤维结构会先损失、断裂；在吸收外界营养及训练之后变粗、重构，使得肌肉变大变粗，增强其承重能力。受此生长过程启发，研究人员已经开发了机械训练诱导的纤维结构原位生成的水凝胶及力诱导的自生长水凝胶。这些水凝胶在经过机械训练后，力学性能都能够增强；但是在这些水凝胶中，力的作用主要是在各项同性水凝胶中原位生成纤维结构（机械训练诱导结构转变）、或者是用于诱导聚合反应（模仿肌肉的基质生长）；目前仿肌肉生长的策略仍然难以完美复制肌肉的生长过程，即基质生长和机械训练诱导结构转变。

  相关工作近日以“Muscle-Inspired Self-Growing Anisotropic Hydrogels with Mechanical Training-Promoting Mechanical Properties”为题发表于学术期刊《Advanced Materials》。武汉理工大学硕士研究生夏雨龙为论文的第一作者，电子科技大学崔家喜教授和武汉理工大学罗国强教授团队周小状研究员为论文的共同通讯作者。

图1.各向异性坚韧水凝胶的机械训练相关生长设计。图片来源：Adv. Mater.

图2.自生长各向异性水凝胶。图片来源：Adv. Mater.

图3.自生长各向异性水凝胶的结构演化和力学性能。图片来源：Adv. Mater.

图4.水凝胶的超高耗能能力的评价和应用示范。图片来源：Adv. Mater.

  论文相关链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202416744 

通讯作者简介

  崔家喜博士简介：电子科技大学基础与前沿研究院教授。2008年博士毕业于北京大学，先后在北京大学、德国马普 高分子所、哈佛大学国内外知名高校或科研机构从事功能高分子材料方面的研究工作，2015德国莱布尼茨新材料所研究员，独立课题组PI；2017年起电子科技大学教授。

  研究领域为仿生动态软材料的研究，在相关领域发表SCI论文100多篇，包括Nat. Mater.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem., Int. Ed.等。获国内外授权发明专利10多项，编写英文专著（章节）2部。研究成果多次受到国内外专家和各科学媒体（Wiley, ChemView, MRS, Phys 等）以及电视台的竞相报道与高度评价。其中新型超滑表面涂层以及冬暖夏冷涂层系列研究工作不仅是学术领域开创性和引领性的工作，而且也受到的商业界的关注。获国家特聘青年人才资助、四川学术与技术带头人等。

  https://www.x-mol.com/groups/cui_jiaxi

  罗国强教授简介：武汉理工大学材料学院院长，重点研发计划首席专家、国防卓青。主要研究方向为：先进功能复合材料以及功能梯度复合材料的设计、制备新技术、结构控制、性能及应用研究。重点为在功能梯度设计与仿真，微发泡技术、薄带流延成型技术、粉末冶金技术、扩散链接技术等梯度复合新技术、以及材料结构与性能表征等方面取得了一系列突出成果。在国内外重要期刊发表学术论文60余篇，申请国家发明专利20余项，获国家技术发明二等奖、军队科技进步一等奖等各类省部级以上科研奖项6项。