便捷的刚度切换为实现适应性柔性智能材料提供了可能。在智能物流监测、柔性可穿戴传感器及生物集成自适应系统等领域备受关注。然而，传统水凝胶一旦形成便具有固定的力学性能，难以在流体态与固态之间灵活切换，同时也缺乏损伤修复和快速解离能力。

  为应对上述挑战，浙江大学吴迪教授团队提出了一种“溶剂调控凝聚层-凝胶转变”策略。利用不良溶剂乙醇破坏聚合物链周围的水合层，诱导链间形成链长更短但结合能强的可逆氢键网络。仅仅通过溶剂调控，便能实现力学性能从12.69 Pa的流动状态到15.10 MPa致密刚性凝胶6个数量级的连续可逆调控。使材料根据实际需求反复“变形”。更重要的是，这期间所有力学状态的凝胶都具有修复能力。

  2026年7月14日，相关研究成果以“Nonionic Coacervate-Derived Gel with Programmable Stiffness and State-adaptive Healing Capability”为题发表在Advanced Functional Materials上。浙江大学吴迪教授和杨栩旭教授为共同通讯作者，博士生郭晓宏为第一作者。

该材料同时具备以下核心特征：

  （1）力学性能提升方法普适：跨越6个数量级的力学调控可通过简单溶剂调控操作实现，包括非冷冻浓缩、溶剂蒸发、冷冻凝胶化、冻干、机械力揉捏以及与多种不同极性溶剂的交换。

  （2）自适应修复：不同力学状态采用状态匹配的愈合机制，实现秒级修复并完全恢复力学性能。流体态依赖液滴融合；软水凝胶通过机械力促进愈合；韧性及刚性凝胶利用温度调控实现断裂位点愈合。

  （3）可注射性与湿态粘附性：软水凝胶可用于伤口敷料防粘连、植入器械固定及潮湿表面密封修复等。

  （4）环境耐受性：力学增强后的水凝胶在极端pH（1、7、13）、高盐（30% w/w）及有机溶剂中溶胀率始终低于70%且结构完整，部分环境下力学性能甚至增强。

  （5）可逆循环控制：通过调节溶剂含量和温度，实现软化、平衡溶胀、可控溶解的可逆切换，赋予材料可编程的生命周期控制能力（降解、回收、再利用）。

  （6）本征生物相容性：仅以水和乙醇为溶剂/交联剂，PVA和PEG为基础材料，从源头确保安全性。固化过程有效去除乙醇，体外实验证实细胞活性>80%、溶血率近零，确保了水凝胶向生物医学应用转化的安全性。

  （7）可规模化加工：制备过程无需精密仪器也不需要复杂的化学设计，具备低成本和明确的规模化放大潜力。

总结与展望

  从不良溶剂诱导氢键重建出发，到实现六个数量级的力学调控，再到全状态瞬时修复——该工作展示了一种“一种前驱体、多态适配”的材料设计路径。这项研究的核心启示在于：即使面对动态网络与复杂环境，只要找到合理的调控窗口，同一体系便可在不同场景中释放差异化性能，为软物质智能材料的设计提供了一个可推广的范式。

  论文信息

  Guo, X., Guo, X., Yang, X., Ti, Y., Yang, Z., Chen, J., Pang, Q., Shi, W., Feng, X., Wang, F., Wu, D., & Chen, K. (2026). Nonionic Coacervate-Derived Gel with Programmable Stiffness and State-Adaptive Healing Capability. Advanced Functional Materials, e76870.

  论文链接https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.76870