MSU林少挺教授、康奈尔大学杨晶杰教授 EML：水凝胶中粒子的力扩散行为 → 为软材料中可调控物质扩散提供新视角

本文综述了水凝胶中粒子扩散与力学调控之间的耦合机制。背景方面，水凝胶作为富含水分的柔软高分子网络材料，在药物递送、组织工程等领域应用广泛，粒子在其网络中的迁移行为是决定材料功能的关键。传统扩散理论难以描述水凝胶中粒子在变形条件下的复杂迁移。研究目的在于系统梳理水凝胶中粒子力学-扩散耦合的基本物理图像、实验表征平台与计算模拟方法，探讨如何通过力学状态（如拉伸、压缩、超声等）主动调控粒子的输运行为。结论指出，水凝胶不应被视为惰性扩散介质，而应发展成为可编程输运平台；通过整合粒子尺寸、形状、网络拓扑、动态交联及外部力学刺激，可以实现从“描述扩散”到“设计扩散”的转变，为生物传感、可控药物释放和智能软材料提供新设计原则。