人工智能、可植入和可穿戴電子領(lǐng)域?qū)ο冗M(jìn)電子設(shè)備快速增長的需求，刺激了具有各種集成功能（如透明、自愈合、自粘附和高導(dǎo)電性）、強(qiáng)韌和高拉伸納米結(jié)構(gòu)化凝膠的開發(fā)。盡管相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家已經(jīng)付出了巨大的努力來開發(fā)具有這些理想物理化學(xué)特性的合成水凝膠，但先前的工作通常僅限于聚合物體系。例如，由兩個(gè)獨(dú)立但互穿的網(wǎng)絡(luò)組成的高韌性聚合物雙網(wǎng)絡(luò)(P-DN)水凝膠就是眾所周知的例子之一。在這些機(jī)械性能良好的多功能軟體材料的開發(fā)中，一個(gè)重要困境是如何利用低分子量超分子凝膠網(wǎng)絡(luò)作為高度動態(tài)的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)集成的物理、化學(xué)和機(jī)械性能。
僅通過非共價(jià)相互作用由低分子量凝膠因子自組裝而成的超分子凝膠本質(zhì)上是脆弱的。受聚合物DN水凝膠設(shè)計(jì)策略的啟發(fā)，通過在超分子凝膠網(wǎng)絡(luò)中引入次級聚合物網(wǎng)絡(luò)來解決上述問題，從而制造堅(jiān)韌的水凝膠已經(jīng)取得了一些成功。然而，大多數(shù)基于低分子量的超分子-聚合物雜化水凝膠均未能表現(xiàn)出高機(jī)械強(qiáng)度和韌性，這可能是由于超分子網(wǎng)絡(luò)和聚合物網(wǎng)絡(luò)之間缺乏有效的構(gòu)效平衡。因此，將超分子體系的動態(tài)行為與共價(jià)聚合物網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)健性相結(jié)合，合理設(shè)計(jì)基于小分子凝膠因子的強(qiáng)韌DN凝膠是一個(gè)值得深入探索的課題。有鑒于此，河南工業(yè)大學(xué)李晶晶博士和鄭州輕工業(yè)大學(xué)劉春森教授合作在環(huán)境友好且具有低成本效益的低共熔溶劑（DESs）中，通過將非共價(jià)自組裝的超分子網(wǎng)絡(luò)引入到共價(jià)交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)中，成功開發(fā)了一種新的基于小分子的超分子-聚合物雙網(wǎng)絡(luò)（SP-DN）低共熔凝膠平臺。這種新的凝膠材料體系表現(xiàn)出高拉伸性和韌性（> 18000%平面應(yīng)變）、自愈能力、超快速（~5秒）原位水下和低溫（–80 °C）粘附性、優(yōu)異的耐沸水以及強(qiáng)堿、強(qiáng)酸（甚至王水）、耐超低溫（–196 °C液氮）和高溫（200 °C），而且可用于水下文物的原址修復(fù)及寬溫域柔性準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)。1. 源自單個(gè)超分子和聚合物網(wǎng)絡(luò)之間協(xié)同相互作用的優(yōu)異光學(xué)、電子、機(jī)械和物理化學(xué)性質(zhì)以及 DESs 的內(nèi)在特性，使SP-DN低共熔凝膠具有作為水下超快速（~5 秒）和超低溫（–80 °C）原位膠粘劑的巨大潛力，可用于水下文物的原址修復(fù)。2. SP-DN低共熔凝膠具有強(qiáng)大的界面粘附性、廣泛的溫度耐受性和固有導(dǎo)電性，可作為一種優(yōu)良的軟體電致變色器件的準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)。3. 基于SP-DN低共熔凝膠的器件在–30 或 60 °C下進(jìn)行彎曲和扭曲時(shí)表現(xiàn)出卓越的柔性和一致的電致變色行為。該工作為制造具有高環(huán)境適應(yīng)性的下一代軟電子設(shè)備的機(jī)械堅(jiān)固和功能集成的智能材料提供了一種有前途的設(shè)計(jì)策略。圖1 小分子基超分子-聚合物雙網(wǎng)絡(luò)（SP-DN）低共熔凝膠的設(shè)計(jì)合成策略
圖2 SP-DN低共熔凝膠的制備和結(jié)構(gòu)表征
圖3 SP-DN低共熔凝膠的粘附性及模擬水下原址修復(fù)青花瓷的應(yīng)用 視頻2 水下原址修復(fù)青花瓷應(yīng)用展示圖4 SP-DN低共熔凝膠作為準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)在柔性電致變色器件中的應(yīng)用該論文的共同第一作者是鄭州輕工業(yè)大學(xué)的碩士研究生王開放和王海。相關(guān)研究得到了國家自然科學(xué)基金委（22072138；21802033；U1904215）和河南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃（20IRTSTHN003）的支持和資助。https://doi.org/10.1039/D1MH00725D
