不列颠哥伦比亚大学姜锋教授/中国林科院林化所刘鹤研究员 AM：强韧水凝胶构建的通用法则 - 纤维素纳米晶水合效应调控微相分离

近年来，盐结晶诱导微相分离在增强的水凝胶力学性能方面受到广泛关注，但此类方法通常因严重的相分离而削弱水凝胶的弹性和韧性，存在显著局限性。针对此关键问题， 不列颠哥伦比亚大学姜锋教授和中国林科院林化所刘鹤研究员 创新性地提出了一种通用的相工程策略，利用纤维素纳米晶（ CNC ）调控乙酸钠（ NaAc ）结晶诱导的微相分离，成功制备出兼具高强度、高韧性、高延展性和抗疲劳性的纤维素复合水凝胶（图 1 ）。研究发现，单独添加 NaAc 会因 NaAc·3H ₂ O 晶体的形成引发严重的微相分离，从而制得刚性且缺乏弹性的水凝胶。而通过引入 CNC ，其独特的水合效应能够竞争性结合晶体中的水分子，有效缓解微相分离，成功实现了刚性水凝胶向弹性、强韧且耐疲劳水凝胶的转变（图 2 ）。