近日，我校高等研究院特聘研究员魏竟江博士和王清远教授，在材料科学领域顶级期刊Advanced Materials（中科院一区Top期刊，影响因子IF：26.8）发表了题为"Tendon-Inspired, Fatigue-Resistant Conductive Organohydrogels via Solvent-Exchange-Assisted Mechanical Training"的研究论文。成都大学为第一单位，硕士研究生张洪铭为第一作者，通讯作者为高等研究院魏竟江研究员、王清远教授为共同通讯作者。

水凝胶因其高含水量、组织级柔软度和良好的生物相容性，在可穿戴电子皮肤、健康监测、康复辅助以及人机交互等领域展现出广阔的应用前景。然而，传统水凝胶力学性能较弱，在反复拉伸与循环载荷下容易出现疲劳失效，难以满足长期、稳定服役的需求。生物肌腱作为典型的承载组织，高含水量条件下仍可承受百万次以上的循环载荷而不发生明显疲劳损伤，疲劳阈值超过1,000 J m^–2。如此卓越的性能源自于其多尺度分级的纤维结构以及界面协同的能量耗散机制。

基于此，成都大学魏竟江/王清远研究团队，近期提出了一种冻融–机械训练–溶剂交换协同（freeze–thawing, mechanical training, solvent–exchanging, FTMTSE）的结构调控策略，构筑出一种仿生肌腱的多尺度分级结构有机水凝胶。具体而言，以聚乙烯醇（PVA）为基体，引入纤维素纳米纤维（CNF）辅助分散的羟基磷灰石纳米线（HAPNW）作为类骨无机增强相；在反复冻融形成物理交联微域之后，将水凝胶浸入含三氯化铁的甘油/水二元溶剂中，并施加约200,000次的循环拉伸训练。在该过程中，冰晶诱导的初始结晶节点、循环应力驱动的链段取向、Fe³⁺配位交联以及甘油–水溶剂置换协同作用，使PVA/HAPNW/CNF网络在分子–纳米–微米三个层级同步实现取向化与致密化，最终在水凝胶内构筑出高度有序、致密化的肌腱状纤维束分级结构，为打破柔性水凝胶在强度、韧性、抗疲劳与抗冻性能之间的此消彼长困境提供了一种通用设计范式。

图：仿肌腱有机水凝胶的设计思路与FTMTSE协同制备策略

Advanced Materials由国际知名出版机构Wiley出版，是中科院一区TOP期刊及自然指数（Nature Index）重点收录期刊，也是材料科学领域最具影响力的国际顶级期刊之一。该期刊长期关注功能材料、智能材料与先进制造等前沿研究方向，在全球材料科学及交叉学科领域具有极高的学术影响力。

此项科研成果得到了国家自然科学基金、四川省科技计划项目、四川省天府峨眉计划、以及湖北省隆中实验室开放项目等基金的大力支持。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202522423