水凝胶因其柔软、湿润的特性及良好的生物相容性，在组织工程、软体机器人等领域展现出巨大潜力。然而，传统水凝胶的机械性能往往较差，强度、韧性和抗疲劳性难以兼顾，尤其在承载负荷的应用中容易失效。此外，各向异性结构的构建与性能的同步提升一直是个挑战。如何使水凝胶在模拟生物组织力学性能的同时，具备优异的耐久性和结构稳定性，成为该领域亟待解决的关键问题。
近日，扬州大学高杰峰教授提出了一种创新的渐进式纳米结晶策略，通过机械训练、湿法退火和盐析三步法，成功制备出具有层级结构的高强度、抗疲劳各向异性聚乙烯醇水凝胶。该方法不仅实现了 61±3 MPa的拉伸强度、106±27 MJ·m⁻³ 韧性和85±9 kJ·m⁻² 断裂能的优异力学性能，其抗疲劳阈值更高达 2083 J·m⁻²，同时具备良好的抗溶胀性和细胞引导能力，为负载型生物医学材料的设计提供了新思路。相关论文以“Hierarchical crack-resistant, tissue-mimetic hydrogels enabled by progressive nanocrystallization of anisotropic polymer networks”为题，发表在Nature Communications上。
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