兰州化物所麻拴红团队: 仿生设计高承载-低摩擦-抗磨损一体化水凝胶润滑材料

该研究背景是常规均相水凝胶润滑材料在实际应用中机械强度与润滑性能难以兼得，高承载需致密交联网络，但会限制水合层形成，导致润滑性能下降。研究目的是受天然韧带各向异性排列与表面润滑层协同作用的启发，开发兼具高承载与优异润滑性能的水凝胶材料。研究通过“受限自发拉伸取向”(STOC)加工与表面解离处理相结合，成功制备出具有仿生分级结构的STOC-D水凝胶。结论是STOC工艺使材料拉伸强度达54.5 MPa、弹性模量达62.7 MPa，表面解离后对硬质和软质材料均表现出极低摩擦系数和良好耐磨性。该策略通过分级结构设计解耦了本体力学与表面水合需求，为人工韧带、关节软骨修复等生物医学领域的高性能材料开发提供了新路径。