高强韧水凝胶的形变和破坏行为

水凝胶是一种在水中溶胀的聚合物网络,与生物组织具有结构上的相似性。传统水凝胶中聚合物网络的不均匀性和高含水量使得水凝胶的力学性能较弱,远远低于高强韧的生物组织,限制了其作为结构材料在生物工程等领域的应用。近年来,科研人员在提高水凝胶力学性能方面取得了很大进展,开发了很多高强韧水凝胶,如双网络(DN)水凝胶、动态键水凝胶、缠结远超交联的水凝胶和纤维复合凝胶材料等。本文首先简述了为增强水凝胶力学性能而不断进行的努力,随后介绍了水凝胶强度和韧性的关系,最后根据不同种类高强韧水凝胶的形变和破坏行为,分析其聚合物网络结构中的能量耗散机制,从而解释这些水凝胶高强韧的结构起源。