水凝胶作为软材料已被用在生物医药、农林园艺等各个领域中。其中，强而韧的水凝胶，例如纳米复合水凝胶，双网络水凝胶和四臂-聚乙二醇水凝胶等，由于其优异的力学性能受到了更多的关注。然而，水凝胶中的水含量通常易受外部环境的影响：当暴露在空气中，凝胶会因水分流失而变硬，而当置于水中时，会由于良好的溶胀性能使其力学性能变差。这种尺寸不稳定性制约了其在组织工程和细胞递送等领域的应用，因此，设计合成不溶胀水凝胶具有重要意义。
受骨组织的启发，我室通过简单的酸热处理聚丙烯酰胺基纳米复合水凝胶，制备了一种机械性能可调的不溶胀梯度水凝胶。利用水凝胶中酰胺基向酰亚胺基团的转化，可同时调节凝胶的亲水性/疏水性和交联密度。梯度酰亚胺结构在凝胶表面附近形成疏水的致密层，所得的水凝胶在水和0.9 wt％的NaCl溶液中均不发生尺寸变化，同时在较高的酰亚胺化程度下，凝胶表现出高强度，压缩应变为70%时，压缩应力可达70 MPa。而在较低的酰亚胺化度下，该凝胶具有出色的抗疲劳性和回弹性，经过5次90％应变循环后，仍可以恢复到原始状态。且可在同一凝胶内实现从外部到内部的模量变化调节，为仿骨材料提供了应用前景。该工作最近发表在Journal of Materials
Chemistry B上，论文第一作者为本室硕士生徐平平。
原文链接：https://doi.org/10.1039/D0TB00296H
