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  近年來水凝膠在柔性器件、人體組織以及藥物運輸等領域有巨大的應用前景。然而水凝膠在應用中卻極易由于蒸發作用而失水，使其力學性質極不穩定。現有研究一般認為水凝膠脫水會發生力學強化，而本研究卻發現水凝膠存在一個同步的脫水強化與軟化現象。本研究從分子層面揭示了同步強化與軟化的微觀機理，并基于統計熱力學建立了描述這一現象的理論模型。相關研究成果以Concurrent stiffening and softening in hydrogels under dehydration（DOI: 10.1126/sciadv.ade3240）為題發表在Science Advances上。

圖 1 水凝膠脫水的同步強化與軟化現象。(a)水凝膠發生連續失水的指數級硬化行為。(b)脫水軟化現象。(c)不同制備與測試含水量下水凝膠的模量對比。

圖 2 聚丙烯酰胺水凝膠的分子尺度模型。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1126/sciadv.ade3240