离子传输的强各向异性水凝胶通过两个取向聚合物网络的再溶胀对比

将设计的结构、机械和离子传输特性集成到一个软材料系统中是潜在应用的一个引人入胜的话题，但很少实现。该研究报告了通过定向再溶胀策略开发具有优异机械和离子传输性能的各向异性水凝胶。这种方法的本质是利用具有对比持久长度的两种取向聚合物网络的再溶胀差异。

取向的柔性聚合物由于其持续长度小，在再溶胀后会失去取向，而具有大持续长度的取向半刚性聚合物可以保持取向。这种再溶胀对比导致形成具有低曲折度的各向异性软-硬杂化结构，同时有利于所得水凝胶的机械和离子传输特性。考虑到有许多具有对比持久长度的相容亲水聚合物，本研究为设计具有各向异性、高强度和离子传输能力的全能水凝胶提供了通用指南。

图 1 用于制造软硬混合水凝胶的定向-再膨胀策略的说明。(a) 聚丙烯酰胺 (PAAm) 的化学结构。(b) 藻酸盐 (Alg) 的化学结构。(c) 由于定向 PAAm 和 Ca2+-Alg 链的对比再溶胀行为，各向同性 PAAm/Ca2+-Alg 混合水凝胶转化为各向异性混合水凝胶。

图 2 PAAm/Ca2+-Alg 混合水凝胶在取向-再膨胀过程中的尺寸和结构演变。

图 3 定向 PAAm/Ca2+-Alg 混合水凝胶的优异各向异性机械性能。

相关论文以题为Strong anisotropic hydrogels with ion transport capability via reswelling contrast of two oriented polymer networks发表在《Journal of Materials Chemistry A》上。通讯作者是四川大学冉蓉教授。

参考文献：

doi.org/10.1039/D1TA04346C