南京大学曹毅/王炜/薛斌团队与北海道大学龚剑萍教授《自然·通讯》：细胞骨架启发软硬结合的张拉整体架构水凝胶

本文介绍了南京大学曹毅教授、王炜教授、薛斌副教授团队联合北海道大学龚剑萍教授的研究成果，他们受到细胞骨架中张拉整体结构的启发，成功将张拉整体结构集成至高含水量的水凝胶材料中。研究团队利用酶催化反应，诱导氨基酸晶体在聚合物网络中原位自发生长，形成刚性晶体棒与加载预应力的柔性聚合物链之间的力学互锁结构。该结构显著增强了水凝胶的力学性能，突破了传统水凝胶在强度、刚度与含水性之间难以兼顾的瓶颈。所得水凝胶材料表现出独特的双模响应，其拉伸与压缩方向的杨氏模量比高达13，展现出优异的力学各向异性，为仿生材料特别是在组织工程、软体机器人等领域的开发提供了全新的设计思路。