双网络金属配位水凝胶

百万次疲劳不失效

利用动力学差异的双金属配位交联，在裂纹尖端形成大范围非弹性区，实现极慢的疲劳裂纹扩展。

王鑫 · Gao, Yang · 卢同庆

ACS Applied Materials & Interfaces 2026

参数信息

疲劳阈值

680 J/m²

裂纹增长

1.08 mm

疲劳裂纹扩展速率

10-7 m/cycle

技术优势

裂纹扩展极慢

强交联耗能并屏蔽弱交联重新结合，在裂纹尖端形成大范围非弹性区，应力去集中，大幅减缓疲劳裂纹扩展。

能扛更高负载

即使能量释放率提高到约3000 J/m²，疲劳裂纹扩展速率仍低于10⁻⁷ m/cycle，适用负载范围更宽。

应用场景

• 抗疲劳软材料：提供长效抗疲劳软材料设计框架，用于反复加载场景。
• 组织工程支架：模拟生物组织抗疲劳特性，延长植入支架寿命。
• 柔性可穿戴器件：承受反复弯折拉伸，提高柔性器件耐用性。
• 自修复水凝胶：可逆交联在卸载时重新结合，实现损伤修复。