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  肌肉組織是人體最堅韌的各向異性組織之一；其優(yōu)異的力學性能來源于其獨特的多層級纖維結構。這些多層次纖維結構的形成包含了兩個基本的生命過程：i) 外界營養(yǎng)成分的攝取、轉換; ii) 機械訓練將攝取的外界營養(yǎng)物質轉換為纖維結構，從而增強增韌肌肉組織。此外，肌肉組織生長過程中，纖維結構會先損失、斷裂；在吸收外界營養(yǎng)及訓練之后變粗、重構，使得肌肉變大變粗，增強其承重能力。受此生長過程啟發(fā)，研究人員已經(jīng)開發(fā)了機械訓練誘導的纖維結構原位生成的水凝膠及力誘導的自生長水凝膠。這些水凝膠在經(jīng)過機械訓練后，力學性能都能夠增強；但是在這些水凝膠中，力的作用主要是在各項同性水凝膠中原位生成纖維結構（機械訓練誘導結構轉變）、或者是用于誘導聚合反應（模仿肌肉的基質生長）；目前仿肌肉生長的策略仍然難以完美復制肌肉的生長過程，即基質生長和機械訓練誘導結構轉變。

  相關工作近日以“Muscle-Inspired Self-Growing Anisotropic Hydrogels with Mechanical Training-Promoting Mechanical Properties”為題發(fā)表于學術期刊《Advanced Materials》。武漢理工大學碩士研究生夏雨龍為論文的第一作者，電子科技大學崔家喜教授和武漢理工大學羅國強教授團隊周小狀研究員為論文的共同通訊作者。

圖1.各向異性堅韌水凝膠的機械訓練相關生長設計。圖片來源：Adv. Mater.

圖2.自生長各向異性水凝膠。圖片來源：Adv. Mater.

圖3.自生長各向異性水凝膠的結構演化和力學性能。圖片來源：Adv. Mater.

圖4.水凝膠的超高耗能能力的評價和應用示范。圖片來源：Adv. Mater.

  論文相關鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202416744 

通訊作者簡介

  崔家喜博士簡介：電子科技大學基礎與前沿研究院教授。2008年博士畢業(yè)于北京大學，先后在北京大學、德國馬普 高分子所、哈佛大學國內外知名高校或科研機構從事功能高分子材料方面的研究工作，2015德國萊布尼茨新材料所研究員，獨立課題組PI；2017年起電子科技大學教授。

  研究領域為仿生動態(tài)軟材料的研究，在相關領域發(fā)表SCI論文100多篇，包括Nat. Mater.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem., Int. Ed.等。獲國內外授權發(fā)明專利10多項，編寫英文專著（章節(jié)）2部。研究成果多次受到國內外專家和各科學媒體（Wiley, ChemView, MRS, Phys 等）以及電視臺的競相報道與高度評價。其中新型超滑表面涂層以及冬暖夏冷涂層系列研究工作不僅是學術領域開創(chuàng)性和引領性的工作，而且也受到的商業(yè)界的關注。獲國家特聘青年人才資助、四川學術與技術帶頭人等。

  https://www.x-mol.com/groups/cui_jiaxi

  羅國強教授簡介：武漢理工大學材料學院院長，重點研發(fā)計劃首席專家、國防卓青。主要研究方向為：先進功能復合材料以及功能梯度復合材料的設計、制備新技術、結構控制、性能及應用研究。重點為在功能梯度設計與仿真，微發(fā)泡技術、薄帶流延成型技術、粉末冶金技術、擴散鏈接技術等梯度復合新技術、以及材料結構與性能表征等方面取得了一系列突出成果。在國內外重要期刊發(fā)表學術論文60余篇，申請國家發(fā)明專利20余項，獲國家技術發(fā)明二等獎、軍隊科技進步一等獎等各類省部級以上科研獎項6項。