现代纤维技术日益要求材料具备卓越的机械性能、多功能性和智能性，以推动冲击防护装备、可穿戴电子设备和人工肌肉等新兴应用的发展。然而，商业高性能纤维虽然强度和模量高，却因缺乏延性组分而延伸性有限，导致韧性不足，限制了其在防护应用中的能量吸收能力。天然蜘蛛丝独树一帜，将高韧性、高强度、延展性和弹性恢复完美结合，同时还表现出智能行为，如湿度驱动的超收缩。尽管人工仿蜘蛛丝材料研究已取得进展，但通过可扩展的纤维制造工艺复制蜘蛛丝的精妙结构和性能，仍是一个巨大挑战。
近日，苏州大学汪晓巧教授课题组提出了一种新策略，通过湿法纺丝结合后拉伸工艺，定制化制备出具有蜘蛛丝样结构和性能的聚丙烯酸钠-聚丙烯酰胺复合水凝胶纤维。该过程通过反溶剂诱导相分离调控复合聚合物微相，形成富含氢键纳米团簇的初生纤维；随后通过应变编程实现单轴聚合物排列和可控结晶。优化后的纤维呈现出排列的微纤维、被聚合物稀疏区域包围的刚性纳米团簇以及类β-片层晶体，高度模拟了天然蜘蛛丝的多级结构。最终，该复合纤维实现了全面的蜘蛛丝样性能，包括高达118.7 MJ m⁻³的韧性、172.3 MPa的拉伸强度、50%的弹性应变恢复、96%的阻尼效率、60%的超收缩以及湿度敏感性，为高性能智能纤维的制造开辟了新路径。相关论文以“Controlled microphase separation and strain programming in hydrogel fibers toward biomimetic architectures and properties”为题，发表在Nature Communications上。
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