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新材料技术

软材料广泛应用于柔性可穿戴设备、组织工程和软体机器人等领域。然而，大多数合成软材料的内聚断裂长度较小，仅约1毫米。尽管目前已有大量工作针对水凝胶强韧化进行设计，大大提高了水凝胶的断裂韧性，但这些强韧水凝胶的内聚断裂长度并没有得到显著的提升。迄今为止，仅个别合成水凝胶（如聚丙烯酰胺-海藻酸钠双网络水凝胶）的内聚断裂长度可达到约1厘米。 浙江大学贾铮研究员课题组与朱书泽研究员课题组合作报道了一种高度缺陷不敏感的单网络水凝胶（HFI水凝胶）。该水凝胶的内聚断裂长度高达2.21厘米，是目前为止合成水凝胶内聚断裂长度的最高纪录。同时，该水凝胶具有高达13300 J/m2断裂韧性。这种非同寻常的缺陷不敏感特性来源于高度不均匀的网络所产生的非弹性裂纹钝化。当HFI水凝胶受到拉伸时，大量短链发生断裂，长链则逐渐解缠结、展开、直至被拉直，从而在裂纹尖端形成大范围的非弹性变形区。这使裂纹尖端发生显著钝化，降低了裂纹尖端的应力集中，有效地阻碍了裂纹扩展。这一设计策略为发展高度缺陷不敏感软材料提供了新的技术路线。

1.制备方法简单； 2.水凝胶的内聚断裂长度为2.21厘米，是目前为止合成水凝胶内聚断裂长度的最高纪录； 3.高含水量一般会使材料的力学性能下降，然而完全溶胀的HFI水凝胶仍表现为高度缺陷不敏感。

贾铮(***.***)是国家级青年人才项目入选者，现任职浙江大学航空航天学院工程力学系。研究领域为软物质与柔性结构力学。迄今为止在国际SCI期刊上发表论文40余篇，其中作为第一作者或通讯作者在Nature Communications、Advanced Materials、Advanced Functional Materials、PNAS、Nano Letters、ACS Nano、Journal of the Mechanics and Physics of Solids等国际刊物上发表论文20余篇。获2019年Extreme Mechanics Letters青年学者奖等国际奖项。 朱书泽，博士，浙江大学“百人计划”研究员，博士生导师。国家级人才计划（青年项目）获得者。浙江省杰出青年基金获得者。获国家自然科学基金青年项目、面上项目资助。研究成果在《科学》、 《自然》、 Nature Reviews Materials、 PNAS、 Physical Review Letters (封面论文)等国际知名期刊上发表。