能够快速耗散机械能的水凝胶在冲击保护、减震和增强耐损伤等方面具有广阔的应用前景，并且在可穿戴传感器、软体机器人和组织工程中的需求日益增加。传统材料的能量吸收通常依赖于粘弹性机制，尤其是牺牲键的断裂，牺牲键的断裂会释放储存在这些键中的焓能和聚合物链的弹性能。然而，增强能量耗散需要高能量的牺牲键，这会导致交联再形成速度变慢，影响水凝胶的快速恢复。其实摩擦在自然界的能量耗散中也起重要作用，通过滑动摩擦也能有效地耗散能量。
受此启发，最近南京大学的王炜、曹毅和薛斌团队报道了一种基于分子摩擦的快速阻尼水凝胶，其内在结构促进“链行者”在网络中的摩擦运动，有效地耗散机械能量，并且特殊设计的水凝胶网络允许其阻尼能力在几秒钟内快速恢复。实验表明，因其高效的能量阻尼和快速回复特性，这种水凝胶在重复压缩下能显著保护被包裹的细胞免受机械损伤。因此，这种水凝胶在人工肌肉和合成软骨等动态负载应用中具有巨大的潜力，拓展了水凝胶阻尼器在生物力学及相关领域的应用范围。该研究以“Rapidly damping hydrogels engineered through molecular friction”为题发表在最近一期的《Nature Communications》上。
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