日本北海道大學(xué)2016年4月28日宣布,，開(kāi)發(fā)出了基于三嵌段共聚物(Triblock Copolymer)的超高強(qiáng)度水凝膠。這種凝膠雖然含有大量水分,，但卻擁有可與橡膠匹敵的強(qiáng)度以及魔芋塊100倍的硬度,，此外還可輕松修復(fù)切割面，有望應(yīng)用于包括體內(nèi)使用在內(nèi)的醫(yī)療用途,。

水凝膠是以網(wǎng)眼狀連接在一起的聚合物包含大量水分的構(gòu)造,，生物親和性較高，作為醫(yī)用材料備受期待,。但是,，以前的水凝膠非常脆弱，實(shí)際用途只限于隱形眼鏡等,。目前世界各地都在開(kāi)發(fā)含有大量水分卻具有高強(qiáng)度的水凝膠,，已開(kāi)發(fā)出了拓?fù)淠z、納米復(fù)合凝膠,、雙網(wǎng)絡(luò)凝膠,、聚兩性電解質(zhì)凝膠等。

此次通過(guò)在三嵌段共聚物構(gòu)成的水凝膠中添加第二成分——聚丙烯酰胺,，成功制作出了含有大量水分卻具有高強(qiáng)度的新型高強(qiáng)度雙網(wǎng)絡(luò)凝膠,。據(jù)介紹，這種凝膠的強(qiáng)度比前面提到的4種高強(qiáng)度凝膠都要高。

三嵌段共聚物是由三種成分結(jié)合而成的帶狀分子,，具有疏水性-親水性-疏水性構(gòu)造,。將這種共聚物放入水中，兩端的疏水性部位就會(huì)形成網(wǎng)眼構(gòu)造,，從而獲得塊狀水凝膠,。在這種凝膠的內(nèi)部導(dǎo)入聚丙烯酰胺，三嵌段共聚物的親水性部位與聚丙烯酰胺就會(huì)形成氫鍵,，從而獲得三嵌段共聚物/聚丙烯酰胺雙網(wǎng)絡(luò)凝膠,。北海道大學(xué)通過(guò)控制這兩種物理鍵，成功獲得了高強(qiáng)度水凝膠,。

這種水凝膠的拉伸斷裂應(yīng)力為10MPa，抗拉能量為2850kJ/m2,，拉伸彈性率為14MPa,，顯示出了出色的物性。即便在凝膠上開(kāi)一個(gè)孔,，用其吊起一個(gè)重錘,，開(kāi)孔部位也不會(huì)被撕裂。而且,，即便大幅變形,，斷裂應(yīng)變率達(dá)到600%(原長(zhǎng)度的7倍)，也可保持應(yīng)力的線性響應(yīng),。另外,，為凝膠的斷裂面涂布二甲基甲酰胺使其重新接觸后，被破壞的鍵會(huì)自發(fā)性地重新形成,，凝膠會(huì)再次粘在一起,。