受承重组织惊人的机械性能的启发，许多人致力于研究能够在密集的机械负荷下发挥作用的水凝胶，用于肌肉骨骼修复、软骨再生和软体机器人建造等应用。用于增韧水凝胶的一个关键设计原则是利用牺牲键/网络来耗散能量，这可能依赖于疏水相互作用、离子对、氢键、配位相互作用、客体相互作用和微晶。尽管这些分子工程方法能增强水凝胶的韧性，但往往不能加强水凝胶的强度，因为水凝胶和韧性是相互排斥的。然而，要在同一合成水凝胶中实现高强度、高韧性、强大的抗疲劳性和快速恢复，仍然具有挑战性。
在此, 南京大学曹毅教授/王炜教授等人受生物网络结构的启发，提出了一种由Picot纤维组成的分层结构，该结构由通过灵活的隐藏长度相互连接的自组装金属离子包肽 β-链组成。通过交联这些纤维，所得水凝胶表现出高机械强度(断裂应力～4.1 MPa)、超高韧性(断裂能～25.3 kJ m−2)、出色的抗疲劳性(疲劳阈值～424 J m−2)，以及一秒钟内几乎 100% 的机械恢复。这种设计提供了在合成水凝胶中结合通常不相容的机械性能的一般途径。该研究以题为“Strong, tough, rapid-recovery, and fatigue-resistant hydrogels made of Picot peptide fibres”的论文发表在《Nature Communications》上。
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