水凝胶是一种很有前途的软材料，可用于组织工程支架、可伸缩传感器和软机器人。然而，开发具有与结缔组织相似的机械稳定性和耐久性的合成水凝胶仍然具有挑战性。许多必要的机械性能，如高强度、高韧性、快速恢复和高抗疲劳性，通常不能用传统的聚合物网络一起建立起来。

近日，南京大学Yi Cao，Wei Wang介绍了利用自组装的Picot多肽纤维作为构建块来设计具有高强度、高韧性、抗疲劳和快速机械恢复的水凝胶。

文章要点

1）在这种设计中，隐藏的长度被嵌入到多肽纤维中，而不是由额外的未交联网络提供，这解决了聚合物网络中常见的刚性和韧性之间的权衡。此外，包覆金属离子的自组装肽纤维由于自组装结构中的协同作用，在力学上稳定，但重组迅速。

2）得到的水凝胶具有高强度(~4.1 Mpa)、良好的韧性(25.3 kJ m⁻²)、高疲劳阈值(~424 J m⁻²)和快速恢复(秒)的组合。

3）研究强调了在分子水平上定制水凝胶网络结构以实现未知的机械性能的重要性。通过使用不同的自组装肽或合成基序来进一步提高力学性能是可能的。

在这项研究中展示的工程化水凝胶可能会在组织工程支架、可伸展传感器和软机器人组件中得到广泛应用。

参考文献

Xue, B., Bashir, Z., Guo, Y. et al. Strong, tough, rapid-recovery, and fatigue-resistant hydrogels made of picot peptide fibres. Nat Commun 14, 2583 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-38280-4

https://doi.org/10.1038/s41467-023-38280-4