PAMPS/PAAm双网络水凝胶

断裂韧性随裂纹扩展递增

区别于传统恒定型断裂韧性，该水凝胶的R曲线行为赋能结构可靠性设计，其增韧机理与预测模型为软材料断裂工程提供了新范式。

Wenjing, Lu · 徐帅 · Chong, Wang · 刘子顺

Journal of the Mechanics and Physics of Solids 2026

技术优势

韧性随裂纹扩展提高

实验揭示 R 曲线行为：断裂韧性随裂纹扩展增加，直至稳态平台，而非保持不变，能为可靠性设计提供依据。

三个参数定量描述

起始断裂韧性、稳态韧性、稳态裂纹扩展长度三个参数即可刻画 R 曲线，为比较和设计提供统一指标。

模型可预测预损伤影响

建立预损伤程度与稳态韧性的理论模型，能有效预测不同预损伤条件下的 R 曲线。

标度律统一不同配方

不同 PAMPS 网络配方下，(Gss−Ginit) 与 Lss 的标度关系构建了统一框架。

应用场景

• 高韧性水凝胶：利用高韧性和可预测的 R 曲线设计更耐损伤的承载水凝胶。
• 抗裂材料：了解韧性随裂纹扩展的演化，优化抗裂纹扩展能力。
• 软材料增韧：揭示双网络增韧机理，指导软材料增韧策略。
• 水凝胶柔性器件：为柔性器件提供耐断裂、可预测寿命的水凝胶基材。