目前所報道的高強度水凝膠多以共價交聯(lián)或共價-非共價共交聯(lián)的方式，通過在特定模具中原位聚合或交聯(lián)一次成型。難以根據(jù)實際應用需求，利用其它加工方法制備成仍具有良好機械強度、符合實際需求的形態(tài)。與傳統(tǒng)的共價鍵相比，具有弱而可逆的非共價交聯(lián)網(wǎng)絡體系的超分子水凝膠具有諸多的優(yōu)越性。但是，其弱而可逆的交聯(lián)網(wǎng)絡特性卻往往伴隨著機械性能和化學穩(wěn)定性的缺失。目前，純物理交聯(lián)的易加工成型、雜化復合、耐鹽（適合在體液、血液、細胞培養(yǎng)緩沖溶液等環(huán)境中應用）、溶脹平衡態(tài)仍保持高強度的超分子水凝膠的研究鮮有報道。
針對這些問題，蘇州大學材料與化學化工學部郭明雨教授課題組通過簡單的“一鍋兩步法”，以水為間接擴鏈劑，成功合成了一系列主鏈含疏水性多重脲基短鏈的線形聚氨酯脲共聚物。這些共聚物具有良好的溶解性和熱塑性。可通過溶液涂膜或熱壓膜工藝制備宏觀尺寸的水凝膠膜。相關結果以Ultrastrong and Tough Supramolecular Hydrogels from Multiurea Linkage Segmented Copolymers with Tractable Processablity and Recyclability為題發(fā)表在Macromolecular RapidCommunication。
研究結果表明：所制超分子水凝膠膜的平衡含水率在55%-75 wt%，拉伸斷裂強度為2-14 MPa，斷裂伸長率為600-1400%，拉伸模量在0.5-6 MPa，斷裂能在10-60 MJ m-3，儲能模量G?在35 kPa-180 kPa；人工海水（NaCl: 2.4 wt%,Na2SO4: 0.4 wt%, 和KCl: 0.07 wt%）中溶脹平衡后，其平衡含水率和拉伸性能幾乎保持不變；納米羥基磷灰石(5-16 wt%)雜化水凝膠的斷裂伸長率并未受到明顯影響，其斷裂應力仍可高達約5 MPa；無論是溶脹平衡的水凝膠膜或是脫水后的干膜，均可再回收利用，且各性能不受影響。此外，還可以通過靜電紡絲、濕法紡絲、微流控紡絲等多種加工方法制備溶脹平衡態(tài)仍具有良好拉伸性能的直徑在納米、微米、毫米級水凝膠纖維。
本研究以多重脲短鏈間的強氫鍵相互作用和疏水聚集作用形成的納米微區(qū)作為強物理交聯(lián)點，為制備易加工成型、超強、耐鹽、易雜化復合、可回收利用的高性能超分子水凝膠的研究提供了一種新思路。
論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/marc.201700275/full
