本号梳理了Nature、Science、Nature Communications、Science Communications、Advanced Functional Materials、 Angew、JACS和Advanced Materials等期刊上2025年1-9月发表的水凝胶部分论文,旨在帮助读者快速了解学界最新动态和发展脉络。
论文主题:具有卓越黏着性能的水凝胶
期刊名称:Nature
通讯作者:龚剑萍、范海龙、李伟
发表时间:2025/08/06
亮点工作:依托大规模蛋白质序列数据库,成功开发出一款具有卓越黏着性能的水凝胶,该水凝胶展现出优异的黏合性能,不仅能牢固黏附无机材料、塑胶、金属等各类基材,还可在淡水或海水环境下保持稳定黏性,不受水环境干扰。更具价值的是,小鼠皮下植入实验的结果明确证实了其良好的生物相容性。
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09269-4
论文主题:-115-143℃极端温度耐受水凝胶
期刊名称:Science
通讯作者:罗自生、李铁风、杨栩旭
发表时间:2025/02/27
亮点工作:提出了一种具有通用性的“水锁定”(hydro-locking)策略,基于该策略,团队制备了能够在-115℃至143℃的温度范围内保持柔性的海藻酸钠/聚丙烯酰胺双网络水凝胶,在-100℃下碳化硫酸凝胶的断裂伸长率达到了约300 %,在140℃下的断裂伸长率达到了约400%,这极大拓宽了水凝胶的功能范围。
https://doi.org/10.1126/science.adq2711
论文主题:手性多肽水凝胶在抗肿瘤免疫治疗中的关键作用
期刊名称:Nature Communications
通讯作者:荣岩、贺超良 已确认出席 (10月21-23日 苏州)
发表时间:2025/01/31
亮点工作:设计合成了具有不同手性残基的甲氧基聚(乙二醇)-多肽(mPEG-多肽)水凝胶,并通过加载抗原和佐剂将其用作癌症疫苗。研究发现,多肽水凝胶通过调节局部免疫微环境诱导了明显不同的抗肿瘤免疫反应。
https://doi.org/10.1038/s41467-025-56137-w
论文主题:新型纳米纤维交织凝胶膜突破CO₂分离性能瓶颈
期刊名称:Nature Communications
通讯作者:张超、徐志康 已确认出席 (10月21-23日 苏州)
发表时间:2025/09/02
亮点工作:提出了一种创新的光热触发原位凝胶化策略,成功研制出一类新型纳米纤维交织凝胶膜。该膜表现出卓越的
CO₂渗透性能(2110 GPU)和极高的选择性(CO₂/N₂为151,CO₂/CH4为47),性能远超传统凝胶膜,且具备优异的长期运行稳定性。
https://doi.org/10.1038/s41467-025-63502-2
论文主题:生长因子动态相位自适应水凝胶
期刊名称:Nature Communications
通讯作者:肖健、李正林
发表时间:2025/08/30
亮点工作:提出了一种全新策略,构建具有“动态响应+双药调控”特性的相位自适应水凝胶平台,成功实现了对耐药菌感染慢性创面的高效修复,并显著抑制瘢痕形成,为临床难愈合创面修复提供了潜在解决方案。
https://doi.org/10.1038/s41467-025-58987-W
论文主题:高性能共晶凝胶
期刊名称:Nature Communications
通讯作者:胡君、李敏慧、张浩
发表时间:2025/08/11
亮点工作:提出了一种变温溶剂交换策略,成功制备出机械性能卓越的共晶凝胶,所得共晶凝胶的杨氏模量(103.1 MPa)、强度(40.5 MPa)、韧性(86.8 MJ m-3)及断裂能(98.7 kJ m-2)均超越传统凝胶,并具备抗冻性(-80℃下保持柔性)和长期环境稳定性。
https://doi.org/10.1038/s41467-025-62742-6
论文主题:肽基纳米棒增强水凝胶
期刊名称:Nature Communications
通讯作者:王剑、吴冬冬
发表时间:2025/08/02
亮点工作:提出了一种基于肽基刚性纳米棒的增韧策略,通过预先将刚性纳米棒与明胶甲基丙烯酰水凝胶共价结合,而后再进行光照固化,形成肽基纳米棒支撑网络,从而显著提升水凝胶的力学性能,同时保留了良好的生物相容性和可光固化性,为骨软骨修复和增材制造提供了新思路。
https://doi.org/10.1038/s41467-025-62540-0
论文主题:海藻酸钠水凝胶
期刊名称:Nature Biomedical Engineering
通讯作者:魏磊
发表时间:2025/05/27
亮点工作:将Fe²⁺/Fe³⁺氧化还原对嵌入纳米纤维增强的海藻酸钠水凝胶,构建出可剪裁、透气且生物相容的“热电池”敷料,它直接利用伤口-环境微小温差产生毫伏级电场,原位加速细胞迁移与血管新生,实现无外部电源的“体温发电”促愈合。
https://doi.org/10.1038/s41551-025-01440-6
论文主题:光响应蛋白质水凝胶
期刊名称:Nature Chemistry
通讯作者:曹龙兴
发表时间:2025/08/28
亮点工作:通过将光响应性非经典氨基酸AzoF精准整合到蛋白质界面,该光响应蛋白质成功应用于构建可逆光调控水凝胶(可承受12次光循环)和设计光控合成配体-受体对(能调控哺乳动物细胞信号通路),为光遗传学与响应性生物材料领域提供新工具。
https://doi.org/10.1038/s41557-025-01929-2
论文主题:光耦合普适策略实现水凝胶的秒级聚合
期刊名称:Nature Synthesis
通讯作者:林秋宁
发表时间:2025/09/02
亮点工作:光偶联反应引入光引发自由基聚合体系,将弱互连的纳米团簇转化为坚固的互连网络,从而促进软硬相之间的有效负载转移,并增强其机械性能。通过这种方法合成的水凝胶的拉伸强度提高了20倍,韧性提高了70倍,并且仍能在几秒钟内凝胶化。
https://doi.org/10.1038/s44160-025-00872-x
论文主题:应力松弛水凝胶助益生菌扎根
期刊名称:Nature Communications
通讯作者:崔文国、王正廷、蔡正伟
发表时间:2025/08/01
亮点工作:设计了“微菌落快速成型平台”,平台中的微菌落更耐胃酸、胆盐与抗生素;体内,小鼠盲肠与结肠的定植量分别提升约89倍与52倍,显示出良好的临床可转化前景。
https://doi.org/10.1038/s41467-025-62349-x
论文主题:水凝胶-水泥双相沉积实现高性能分级结构建筑材料
期刊名称:Nature Communications
通讯作者:蒋金洋、李云健、芦泽宇
发表时间:2025/03/28
亮点工作:设计并制备了一种具有蜂巢状分级孔隙结构特征的水凝胶水泥基复合材料,实现了水泥基材料孔隙结构特征由多尺度宽域分布向双级(微米级1~50µm、纳米级5~100 nm)限域富集的转变。新型水凝胶水泥基复合材料容重低至800kg/m3,比强度较现有报道最高值提升2.4倍,综合排放量降低49%,并首次实现无纤维增强下水泥基材料的应变硬化。
https://doi.org/10.1038/s41467-025-58339-8
论文主题:具有带状球晶结构和圆偏振发光特性的可拉伸水凝胶
期刊名称:Advanced Materials
通讯作者:吴子良 已确认出席(10月21-23日 苏州)
发表时间:2025/06/11
亮点工作:通过掺杂分子聚合诱导结晶的方法,合成了具有不同形态大球晶的可拉伸水凝胶。通过调节化学交联剂和引发剂的浓度,或光聚合的光强,可以调控聚丙烯酰胺网络的刚度,进而调节二苯并-24-冠-8-醚分子在水凝胶中的结晶行为,聚合物网络与晶体生长之间的相互影响,使得复合水凝胶具有独特的机械性能和光致发光特性。
https://doi.org/10.1002/adma.202505444
论文主题:水下高强韧聚乙烯醇-聚丙烯酸水凝胶
期刊名称:Advanced Functional Materials
通讯作者:赵创奇 已确认出席 (10月21-23日 苏州)
发表时间:2025/04/21
亮点工作:将聚乙烯醇溶液和聚丙烯酸溶液混合,采用超铺展和退火的协同策略制备了具有致密均匀网络结构的各向同性水凝胶。所制备的水凝胶的具有高的拉伸强度(53.0MPa)、断裂应变(1374%)和韧性(315.7 MJ m-3),通过引入导电离子可以使水凝胶具有导电性,此外,在水下表现出稳定的高机械性能。
https://doi.org/10.1002/adfm.202503023
论文主题:用于牙本质超敏反应协同治疗的黑磷纳米片复合水凝胶
期刊名称:Advanced Science
通讯作者:张丛笑、丁建勋 已确认出席 (10月21-23日 苏州)
发表时间:2025/01/03
亮点工作:开发了一种黑磷纳米片复合水凝胶,利用其光热效应和生物矿化,可促进牙本质超敏反应的协同治疗。该水凝胶材料具有非侵入性、持久的效果,并有潜力增强牙组织修复,有望成为未来治疗牙本质超敏反应的有效方法。
https://doi.org/10.1002/advs.202412561
论文主题:仿生多级结构高强度水凝胶
期刊名称:Advanced Functional Materials
通讯作者:刘吉 已确认出席 (10月21-23日 苏州)
发表时间:2025/07/28
亮点工作:受螳螂虾生物矿化过程启发,开发了一种微球增强纳米复合水凝胶,具有3.3 MPa拉伸强度、120 MPa杨氏模量、1500 J m-2断裂韧性和1.5 kJ m-1的弹道能量吸收能力,性能超越所有现有高强度水凝胶。
https://doi.org/10.1002/adfm.202508034
论文主题:热可逆纤维网络水凝胶
期刊名称:Angew
通讯作者:门永军 已确认出席 (10月21-23日 苏州)
发表时间:2025/03/25
亮点工作:开发出基于刚性聚电解质的可逆纤维网络水凝胶,展现出极强的刚性和优异的喷涂性能,不仅具有高硬化指数的显著非线性力学响应,而且能够在惰性表面上快速发生凝胶化形成均匀涂层,在智能涂层、森林灭火等前沿领域具有广阔的应用前景。
https://doi/10.1002/anie.202503030
论文主题:兼具超强韧性与阻尼性能的新型抗冻凝胶
期刊名称:Advanced Functional Materials
通讯作者:张岩、王亚斐、张拥军 已确认出席 (10月21-23日 苏州)
发表时间:2025/06/23
亮点工作:开发了一种基于2-甲基-1,3-丙二醇和氯化胆碱的深共晶溶剂,其凝固点低至-107.7℃,且具备宽温域透明性、稳定性及离子导电性。以其为分散介质,通过丙烯酰胺与丙烯酸共聚制备微相分离共晶凝胶,在-100℃下仍保持高拉伸性(断裂伸长率1080%)、强韧性(韧性10.8 MJ cm-3)和能量耗散能力,可应用于抗冲击、减振及温度传感领域。
https://doi.org/10.1002/adfm.202511554
论文主题:可注射水凝胶用于预防术后心脏粘连
期刊名称:Advanced Science
通讯作者:钱永军、钱志勇 已确认出席 (10月21-23日 苏州)
发表时间:2025/03/28
亮点工作:开发了一种可生物降解的聚乙烯基温敏防污水凝胶,该水凝胶在注射或喷涂后可完全覆盖不规则伤口,在粘连形成的关键过程中完全避免与相邻创面之间的损伤直接接触。在原发性心脏粘连模型和严重重复损伤心脏粘连模型中,该水凝胶比市售产品更有效,显著降低粘连的发生率和严重程度,而不会引起任何心脏功能障碍或器官损伤。
https://doi.org/10.1002/advs.202500731
论文主题:颗粒状水凝胶支架用于皮肤组织工程
期刊名称:Advanced Science
通讯作者:王静、余子夷 已确认出席 (10月21-23日 苏州)
发表时间:2025/05/05
亮点工作:设计并构建了“钢筋混凝土”启发的可退火颗粒水凝胶支架,支架可通过配方调节获得不同力学性能,并支持表面多种功能化改造,兼容生物打印工艺,最终实现了机械强度与生物相容、细胞渗透及营养传输的有机结合。
https://doi.org/10.1002/advs.202415634
论文主题:深共晶凝胶电解质基长寿命固态锂电池
期刊名称:JACS
通讯作者:刘天飞、张凯 已确认出席 (10月21-23日 苏州)
发表时间:2025/08/21
亮点工作:设计并合成了系列基于氟化酰胺的低共熔凝胶电解质,揭示了氟化分子设计在低共熔凝胶电解质中的应用潜力,也为稳定锂金属负极界面提供了新的理论框架和实践路径。
https://doi.org/10.1021/jacs.5c08642
论文主题:含多尺度结构的强韧自修复水凝胶的缺陷敏感性研究
期刊名称:Polymer Science & Technology
通讯作者:李薛宇、崔昆朋 已确认出席(10月21-23日 苏州)
发表时间:2025/04/23
亮点工作:以聚两性电解质水凝胶(PA凝胶)为模型体系,深入探究了多尺度结构对缺陷敏感性特征长度(cc)的影响机制,首次确定缺陷敏感性特征长度与断裂能和无裂纹样品断裂功W*间关系式cc≈(1/k)Γ/W*的比例系数1/k=0.435在强韧软材料体系具有普适性,该数值不受强韧软材料类型影响。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/polymscitech.5c00018
论文主题:超拉伸性和抗撕裂性室温磷光水凝胶
期刊名称:Angew
通讯作者:朱宁、陈涛、路伟 已确认出席(10月21-23日 苏州)
发表时间:2025/06/04
亮点工作:构筑了一种具有长寿命磷光发射和超拉伸性能的坚固聚合物水凝胶,具有超长的磷光寿命(最长可达1.1秒),优异的单轴(21000%)和双轴(10000%)拉伸性能。
https://doi.org/10.1002/anie.202505192
论文主题:金属配位介导的可切换、可回收、时间编程智能水凝胶材料
期刊名称:Advanced Functional Materials
通讯作者:顾相伶 已确认出席 (10月21-23日 苏州)
发表时间:2025/08/07
亮点工作:提出一种反离子调控的差异金属离子配位策略,成功开发出多功能水凝胶,具备0.52 MPa拉伸强度、300%传感范围、114 ms快速响应、-20℃抗冻性,并可通过乙二胺四乙酸螯合实现导电/粘附/传感模块的切换(循环后性能衰减<17.95%)。
https://doi.org/10.1002/adfm.202514481
论文主题:新型防冻压电离子水凝胶
期刊名称:Advanced Functional Materials
通讯作者:郭益平、李其超
发表时间:2025/08/25
亮点工作:提出了一种基于离子调控纳米颗粒的快速制备防冻压电离子水凝胶的新策略。该水凝胶在数十秒内即可完成凝胶化,无需外部能量输入,并在-90°C下仍保持柔性与高电输出性能。
https://doi.org/10.1002/adfm.202515804
论文主题:活性氧响应型水凝胶实现药物-离子-气体联合递送
期刊名称:Advanced Functional Materials
通讯作者:喻爱喜、张栋、杨红军
发表时间:2025/04/05
亮点工作:设计了联合递送二甲双胍-锶离子-NO气体的水凝胶,通过活性氧响应激活抗氧化反应,从而在Choke区发挥出色的抗炎和血管生成能力,重建微环境的稳态和增加皮瓣远端的血液供应,此外,可注射性和良好的机械性能,使其在复杂场景中也能方便使用。
https://doi.org/10.1002/adfm.202500586
论文主题:基于siRNA的智能响应水凝胶
期刊名称:Advanced Materials
通讯作者:徐福建
发表时间:2025/09/06
亮点工作:开发了一种微环境编程的siRNA水凝胶系统,通过双重调控ROS水平和MMP-9表达,显著加速慢性糖尿病伤口的愈合过程。该研究为糖尿病慢性伤口的机制性干预提供创新策略,为智能响应基因递送系统在组织修复中的应用奠定理论基础,具有重要的转化潜力和临床应用前景。
https://doi.org/10.1002/adma.202509558
论文主题:用于用于瘢痕防治的机械调节水凝胶
期刊名称:Science Advances
通讯作者:张凌
发表时间:2025/05/23
亮点工作:设计了一种基于动态硼酯键的水凝胶贯序释放递送系统,可响应伤口微环境变化,通过体积差异程序化进行免疫和机械力学调节,推动愈合过程阶段转变,促进伤口愈合并减少瘢痕增生。
https://doi.org/10.1126/sciadv.adv9895
论文主题:基于冰模板技术的环向纤维结构水凝胶
期刊名称:Science Advances
通讯作者:李奕雯
发表时间:2025/06/20
亮点工作:开发出一种新颖的冰模板技术,通过缓慢冻结在水凝胶中构建环向纤维结构,这种水凝胶展现出优异的拉伸性能和超强可压缩性。
https://doi.org/10.1126/S003V.63V7786
论文主题:智能响应型多功能水凝胶
期刊名称:JACS
通讯作者:刘定斌、董建桐、蔡宏
发表时间:2025/04/30
亮点工作:设计了一种智能响应的多功能水凝胶,自适应精准释放干细胞源性外泌体,结合自身抗菌和活性氧清除的协同效应,可加速耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染的糖尿病伤口愈合。
https://doi.org/10.1021/jacs.5c02184
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