水锁定水凝胶

-115°C至143°C柔软可拉伸

通过硫酸稳固连接水分子与聚合物网络并引入牺牲网络，使水凝胶在极端温度范围（-115°C到143°C）内保持柔软和可拉伸，规避传统水凝胶因蒸发或冻结而变硬变脆的问题。

Zhang, Xiaochen · 李栋 · Yang, Xuxu · 王雷 · 郭力 · Wong, Tuck Whye · 李铁风 · Yang, Wei Wei · 罗自生

Science 2025

参数信息

使用温度范围

-115–143 °C

技术优势

超宽温度工作范围

通过“水锁定”将水分子固定在聚合物网络中，水凝胶从-115°C到143°C都保持柔软和可拉伸。

防止水分损失

利用硫酸在水分子和聚合物之间形成牢固连接，抑制了水分蒸发，避免凝胶变干变脆。

保护主网络结构

引入牺牲网络在受力时首先破坏，从而保护主聚合物网络不发生塌缩，维持凝胶完整性。

通用性强

该策略适用于多种水凝胶和溶液，可用于极端温度下的材料保存和观察。

应用场景

• 极端温度水凝胶：在-115°C至143°C保持柔软可拉伸，可替代传统凝胶用于极端温度环境。
• 低温生物保存：通过水锁定防止冰晶损伤，可用于低温保存生物材料或活体。
• 空间极端环境材料：在太空极端温度波动下维持柔韧，适合作为空间结构或功能材料。
• 航空航天耐温材料：在航空发动机或机体表面温度剧变下保持性能，可作为航空航天耐温材料。