能夠快速耗散機械能的水凝膠在沖擊保護、減震和增強耐損傷等方面具有廣闊的應用前景，并且在可穿戴傳感器、軟體機器人和組織工程中的需求日益增加。傳統材料的能量吸收通常依賴于粘彈性機制，尤其是犧牲鍵的斷裂，犧牲鍵的斷裂會釋放儲存在這些鍵中的焓能和聚合物鏈的彈性能。然而，增強能量耗散需要高能量的犧牲鍵，這會導致交聯再形成速度變慢，影響水凝膠的快速恢復。其實摩擦在自然界的能量耗散中也起重要作用，通過滑動摩擦也能有效地耗散能量。
受此啟發，最近南京大學的王煒、曹毅和薛斌團隊報道了一種基于分子摩擦的快速阻尼水凝膠，其內在結構促進“鏈行者”在網絡中的摩擦運動，有效地耗散機械能量，并且特殊設計的水凝膠網絡允許其阻尼能力在幾秒鐘內快速恢復。實驗表明，因其高效的能量阻尼和快速回復特性，這種水凝膠在重復壓縮下能顯著保護被包裹的細胞免受機械損傷。因此，這種水凝膠在人工肌肉和合成軟骨等動態負載應用中具有巨大的潛力，拓展了水凝膠阻尼器在生物力學及相關領域的應用范圍。該研究以“Rapidly damping hydrogels engineered through molecular friction”為題發表在最近一期的《Nature Communications》上。
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