离子凝胶在柔性电子范畴具有极端严重的使用远景，其网络结构在决议其功能和使用方面发挥着关键效果。经过化学结构规划调控离子凝胶的网络结构是一种有用的战略。以往线性结构表现出高滞后性，而共价交联结构则无法修正。因而，动态共价交联网络一直是聚合物凝胶研讨范畴的前沿。但是，该网络中动态键的键能相对较弱，导致其拉伸强度低，拉伸过程中能量耗散大，由此发生显着的滞后现象。因而，经过分子规划新式网络结构来处理动态共价交联网络中存在的缺点仍是一个巨大的应战。

  华南理工大学海洋工程资料团队长时间从事海洋先进防护资料研讨。近年来，致力于功能性聚脲/聚氨酯资料的规划并开发其在海洋防污、防腐、修正等范畴的使用（Adv. Mater. 2024，2313495；Adv. Funct. Mater. 2024, 2402115；Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2310603；Mater. Horiz. 2024, 11, 3143；Chem. Mater. 2023, 35, 1806-1817；ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 16, 26733−26742）。近期，受海洋生物水母蛋白的层级结构启示，该团队报导了一种新颖的层级交联网络结构规划战略，即经过原位构成超标化簇聚集体（HCA），以此来完成聚脲离子凝胶网络的拓扑调控。他们奇妙有利地势用了官能团之间化学反响活性的差异，经过竞赛反响原位构成了超标化簇。这些簇经过长链聚氨酯预聚物衔接。特别是，簇与簇之间可经过超分子效果进一步聚集成更大的尺度，然后构成具有层级交联网络结构的聚脲离子凝胶。这种层级交联网络赋予聚脲离子凝胶高拉伸强度、优异的耐性、抗穿刺、低滞后、自修正和荧光功能等，其归纳功能逾越了传统的动态交联网络结构。

  图1.海洋生物启示的聚脲离子凝胶网络规划及制备。(a)水母蛋白的结构和水母的特性。(b)聚脲离子凝胶的制备。

  图2.聚脲离子凝胶的力学功能。(a) TNB0.75-xIL的应力-应变曲线-xIL的杨氏模量。(c) TNB0.75-xIL的耐性。(d) TNB0.75-50IL在100%应变下的循环拉伸应力-应变曲线-xIL的存储模量。(f) TNB0.75-xIL的Tanδ-T曲线。(g)原始和愈合TNB0.75-50IL(70℃下愈合)的拉伸应力-应变曲线。(h)修正展现。(i)本研讨与其他报导的动态共价交联网络在拉伸强度和剩余应变(200%应变后)方面的比较。

  图3.层级交联网络与传统动态共价交联网络的机械功能比照。(a)应力-应变曲线。(b)拉伸强度和耐性。(c) DCC-50IL和TNB0.75-50IL的存储模量。(d) DCC-50IL在50、100、200、300%应变下的循环拉伸应力-应变曲线%应变下的循环拉伸应力-应变曲线IL的剩余应变。(g)缺口TNB0.75-50IL拉伸曲线IL的穿刺力与位移曲线IL的力学功能比较。

  聚脲离子凝胶的使用。(a) “SCUT”的荧光图。(b)不同图画的荧光图。(c)荧光缺口检测。(d)机械软爪抓取番石榴的图画。(e)机械软爪抓取物体时的相对电阻改变(ΔR/R0)。(f)机械手相对电阻改变(ΔR/R0)。(g)机械手抓取篮球的图画。(h) TENGs的开路电压。(i)不同频率下TENGs的开路电压。(j)TENGs的短路电流。(k) TENGs的电荷。(l)点亮LED屏幕展现。

  综上所述，受海洋生物水母蛋白的层级结构启示，该团队使用原位构成超标化簇聚集体（HCA）规划了一种新颖的层级交联网络结构。这种原位构成的HCA 具有组成简略、可准确调整网络拓扑结构和赋予交联点功能性等长处。由此发生的离子凝胶具有优异才能的功能，包含高强度、优异的耐性、抗穿刺，低滞后性、自愈性和荧光性，逾越了传统的动态交联网络结构。该研讨为离子凝胶网络结构规划及高功能离子凝胶的制备供给了新的思路。

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