近年来水凝胶在柔性器件、人体组织以及药物运输等领域有巨大的应用前景。然而水凝胶在应用中却极易由于蒸发作用而失水，使其力学性质极不稳定。现有研究一般认为水凝胶脱水会发生力学强化，而本研究却发现水凝胶存在一个同步的脱水强化与软化现象。本研究从分子层面揭示了同步强化与软化的微观机理，并基于统计热力学建立了描述这一现象的理论模型。相关研究成果以Concurrent stiffening and softening in hydrogels under dehydration（DOI: 10.1126/sciadv.ade3240）为题发表在Science Advances上。

图 1 水凝胶脱水的同步强化与软化现象。(a)水凝胶发生连续失水的指数级硬化行为。(b)脱水软化现象。(c)不同制备与测试含水量下水凝胶的模量对比。

图 2 聚丙烯酰胺水凝胶的分子尺度模型。

  论文链接：https://doi.org/10.1126/sciadv.ade3240