合成高分子水凝胶机械性能差的问题严重阻碍了其应用，为此人们提出了很多改进策略，设计制备了许多高强度水凝胶。这些凝胶的某些指标甚至已大大超过了生物凝胶。但这些凝胶在某些性能得到改进的同时，另一性能往往差强人意。例如双网络水凝胶具有良好的韧性和延展性，但可回复性（resilience）往往较差。此外水凝胶还存在失水和低温结冰的问题。设计合成同时具备高韧性、高延展性、高回弹性、高粘性、抗冻、抗干等性能的综合性能优异的凝胶材料仍是一个巨大挑战。
最近，南开大学关英、天津工业大学张拥军等设计制备了多肽交联的深共晶凝胶。由于引入α-螺旋多肽结构，并用深共晶溶剂取代水为溶剂，因此表现出一系列优异性能，包括：
（1）高韧性和高延展性。以A0.4PC221%[ChCl][EG]凝胶为例，其韧性（toughness）达10.6MJm?3 ，比BIS交联凝胶增加45倍。断裂伸长率达1860%，比BIS交联凝胶增加6倍。
（2）高可回复性（resilience）。由于其其独特的能量耗散机制，与普通增强机制不同，多肽增强凝胶在提高韧性的同时仍能保持高可回复性，其Resilience高达99.1% （100% strain）。
（3）高粘性。粘附强度达112.4 kPa。可以很好粘附金属、玻璃、陶瓷、皮肤等多种材料。
（4）裂纹不敏感。在2.5mm长切口存在条件下断裂伸长率仍达730%。断裂韧性（fracture toughness）高达13,600 Jm?2, 是单网络凝胶最高值。
（5）优异抗冻性能，在-27oC下仍保持柔性。
（6）优异抗干性能。在环境条件下储存30天质量损失仅为1.4%，其外观和性能几乎不变。
由于凝胶的高回复性和高环境稳定性，该凝胶在进行耗时长达137小时（5.7天）、连续1万次加载-卸载循环拉伸测试中信号高度稳定：
因此用于应变/压力传感信号长期保持高度稳定，并能在-20oC - 80oC的宽温度范围内稳定工作，是高度可靠的应变/压力传感器：
这一工作已于近日在Nature Communications在线发表。第一作者为张岩博士，通讯作者为关英副教授和张拥军教授。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34522-z