水凝胶是由水和亲水性三维聚合物网络组成的软材料，其行为类似于固体和流体 。动物中有许多生物水凝胶，如肌腱，韧带和软骨。由于水凝胶由天然分子组成的独特结构，水凝胶可具有非常坚韧、坚固、弹性、粘性和乏力的机械性能。这些机械性能帮助这些水凝胶在各个领域具有广泛的应用。例如，生物医学领域，如药物递送、组织工程、医用植入物和伤口敷料; 以及新兴领域，如水凝胶传感器、软致动器/机器人，柔性电子器件、水下粘合剂和功能涂层。然而，常规水凝胶的机械性能通常会受到网络结构缺陷的相当大的影响，并且缺乏能量耗散机制，因此导致机械性能明显低于许多动物组织 (例如肌腱、韧带和软骨) 。因此，如何合理设计具有极端力学性能的水凝胶成为软材料领域的关键问题。

  近日，中国科学院大学王彩旗课题组据CS-PEG和 γ-CD之间的主客相互作用，通过限制在定义的聚合状态下组装了常规的3D大块CMNPs。CMNPs表现出Cit^3-响应的聚集行为。然后将CMNPs引入常规的PAM水凝胶中，该水凝胶不仅保持了高拉伸性能 (?1000%)，而且将模量，应力和韧性分别提高了67.6，25.3和41.7倍。改善的机械性能基于Cit^3-和CS之间的离子相互作用，以调节CMNPs之间的聚集行为。这不仅促进了水凝胶网络链的纠缠，而且使CMNPs能够在J Journal中充当能量耗散聚合物网络的预证明。此外，可以通过控制由CS-PEG和 γ-CD组成的CMNPs来调节水凝胶的机械性能。模量的最大可调范围为85.40-618.44 kPa; 应力的可调范围为218.65-1054.59 kPa。韧性的可调范围是1.11-6.23 MJ m^-3。这种策略有助于分子自组装的理解和控制。它可以为实现更高水平的动态超分子聚合物的程序化组装提供见解和基础。此外，水凝胶网络的离子电导率归因于自由移动的Na⁺和Cit^3-的存在。该系统是一种用于监测人体运动的应变传感器，在电子皮肤，柔性电子设备和生物医学监测中具有广泛的应用潜力。该工作以“Crystalline micro-nanoparticles enhance cross-linked hydrogels via a confined assembly of chitosan and γ-cyclodextrin”为题发表在《Carbohydrate Polymers》上（j.carbpol.2022.120145）。文章第一作者是中国科学院大学硕士研究生孟何，王彩旗副教授为本文通讯作者。

  原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861722010505