新加坡国立大学翟玮教授AM：新型抗冲击水凝胶，强度超越工程塑料！

背景：在航空航天、国防装备和电子器件防护等领域，材料需要具备抵御突发机械冲击的能力。传统抗冲击材料（如工程泡沫）的硬度和刚性难以满足软体应用需求，而水凝胶作为软材料在柔性电子等领域前景广阔，但其在高应变率下的抗冲击性能存在核心挑战。研究目的：针对水凝胶在高应变率下内部网络松散、应力传递和能量耗散不足的问题，新加坡国立大学翟玮教授团队旨在开发一种具有卓越抗冲击性能的复合水凝胶。结论：通过离子耦合策略，使用柠檬酸钠（SC）作为多功能离子耦合剂，协同增强聚乙烯醇（PVA）基体、壳聚糖-海藻酸钠纳米纤维（CSNFs）网络及其界面，成功制备出复合水凝胶（CPS）。该水凝胶在7000 s⁻¹高应变率下展现出426.7 MPa的抗冲击强度和106.4 MJ m⁻³的冲击韧性，性能超越工程塑料；同时具备优异的准静态力学性能（拉伸强度54.2 MPa，韧性150 MJ m⁻³）和阻尼能力。多尺度分析揭示了从分子到宏观的层级能量耗散机制，为软材料在冲击防护等极端条件下的应用提供了新范式。