具有超高压缩性、抗疲劳性和快速恢复性等极端机械性能的冰凝胶在生物医学、环境修复和储能应用中具有吸引力，然而，这些在人造材料中很难实现。

在这里，受蜘蛛网的多尺度宏观/微纤维网络结构的启发，武汉大学Wengen Ouyang，Xiaowen Shi，Chaoji Chen通过冷冻诱导的物理化学交联构建了一种具有相互连接的混合微/纳米纤维（CMNF 冷冻凝胶）的超弹性壳聚糖冷冻凝胶。

文章要点

1）壳聚糖链在剪切流诱导下定向组装成高纵横比的微纤维和纳米纤维，进一步组装成具有交错微纤维和纳米纤维的互连三维 (3D) 网络结构。在这个多尺度网络中，连接微纤维的纳米纤维提高了稳定性，而微纤维通过远程相互作用提高了 CMNF 冷冻凝胶的弹性。

2）双尺度纤维的协同作用赋予CMNF冷冻凝胶与单尺度纤维组装相比具有非凡的机械性能，包括其超高极限应变（97%应变，50次循环），出色的抗疲劳性（3200压缩-释放循环在60 %压缩应变）和快速的水触发形状恢复（在～1秒内恢复）。此外，纤维状 CMNF 冷冻凝胶通过快速组装用于柔性电子和环境修复的纳米级构建块显示出出色的功能化能力。

研究工作证明了这种仿生策略在设计具有极端机械性能的凝胶材料方面的潜力。

参考文献

Luhe Qi, et al, Bioinspired Multiscale Micro-/Nanofiber Network Design Enabling Extremely Compressible, Fatigue-Resistant, and Rapidly Shape-Recoverable Cryogels, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.2c10462

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c10462