非极性介质固有的低极性与弱分子间相互作用给凝胶化带来了根本热力学限制。尽管近年来高拉伸、高韧性水凝胶设计取得突破，但能够吸收非极性有机液体且机械性能可与之媲美的有机凝胶仍难以获得。
2026年1月26日，华南理工大学岳衎，清华大学王训在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Ultra-stretchable and crack-resistant nonpolar organogels》的研究论文，Zhenkai Huang，Jianping Peng为论文共同第一作者，岳衎，王训为论文共同通讯作者。
在本文中，作者报道了一种通过无机纳米线-聚合物杂化网络构建的超拉伸、抗裂纹非极性有机凝胶，突破了弹性-强度权衡。该杂化网络可在质量吸收比超过35: 1的条件下吸收并凝胶化多种非极性有机液体，所得有机凝胶表现出优异力学性能：断裂伸长率最高达1600%，真断裂强度超过1.5 MPa。
此外，拉伸变形过程中动态应变诱导的纳米线取向使凝胶具备卓越的抗裂纹与疲劳性能（断裂能高达1.7 kJ m-2，疲劳阈值高达95.3 J m-2）。这些进展使该有机凝胶成为非极性有机液体固化与溢油回收应用的理想材料。
有机凝胶通过三维（3D）凝胶剂网络固定有机液体而形成，其多功能性源于液-固组分间的协同相互作用。与水凝胶相比，有机凝胶理论上对各类有机液体具有更广泛的相容性，因而在专用场景下具备更大潜力。然而，目前有机凝胶的发展明显滞后，根源在于有机液体，特别是非极性体系，其分子间相互作用本就微弱，主要由范德华力主导，这给设计兼具机械强度的非极性有机凝胶带来根本性挑战，从而限制了实际应用。
近年来，无机纳米线凝胶剂提供了部分解决方案。这些类聚合物纳米线由碱土金属阳离子桥接的多金属氧簇通过静电作用组装而成，可在极低浓度下形成物理交联网络，固定多种非极性有机液体。尽管现有纳米线基有机凝胶已表现出一定强度与拉伸性，其结构可调性与表面配体化学仍为优化提供空间。特别是，在纳米线上锚固可聚合配体，有望构建杂化网络架构，突破现有机械极限。然而，尽管概念可行，实验上实现纳米线-聚合物杂化有机凝胶体系迄今未见报道。
作者通过共价整合无机纳米线网络与弹性聚合物网络，开发出超拉伸且抗裂的非极性有机凝胶。该设计超越传统依赖范德华力的凝胶范式，引入共价键合聚合物基质，与物理网络协同：聚合物网络的熵驱动弹性赋予延展性，纳米线的能量耗散刚性提供结构增强并容许高断裂强度。借此协同，杂化网络在拉伸性与断裂强度上均比文献纳米线基有机凝胶提升逾10倍。
此外，拉伸时杂化网络通过纳米线取向动态重排成各向异性结构，赋予非极性有机凝胶优异的裂纹与疲劳抗性。这一突破弥合了非极性有机凝胶与极性凝胶之间长期存在的机械性能差距。
图1：可聚合配体修饰纳米线构建杂化网络思路。分子、纳米到微米多尺度示意展示配体如何锚定PW12簇并引入丙烯酸酯，经UV固化后形成PNW-PBA化学-物理双交联网络，奠定后续高强高弹基础。
图2：PNW-PBA46双网络力学跃升。前驱物理凝胶经原位聚合后储能模量提升百倍，断裂伸长由≈100%增至>1200%，真应力达1.5MPa，可反复拉伸10倍、承重200g；循环压缩/拉伸及自修复、液氮冻融实验均验证其耐久与低温稳定性。
图3：拉伸诱导纳米线取向可逆演化。SAXS与SEM显示800%应变下Herman取向因子f由0.07升至0.73，释力后几乎恢复；纳米线束间距保持3.82 nm，证明取向可逆且结构完好，为后续抗裂提供动态微观基础。
图4：裂纹尖端钝化实现超高断裂能与疲劳阈值。预缺口试样可拉伸至1200%而裂纹不扩展，断裂能Γ达1.7 kJ m-2（媲美皮肤），5000次循环后裂纹无明显增长，疲劳阈值Γ0≈95 J m-2，首次在非极性有机凝胶中同时实现高断裂与疲劳抗性。
图5：普适高吸液能力与漏油回收演示。PNW-PBA对芳烃、烷烃、烯烃及92号汽油最大吸液倍率24–38倍；0.4 g干胶8 h固化12 mL汽油并可整体提起，减压蒸馏回收汽油后胶体可循环再用10次以上，展现泄漏油品应急处置潜力。
综上，作者通过可聚合配体将无机多金属氧簇纳米线与聚丙烯酸酯共价杂化，构建出能在非极性溶剂中吸收35倍自重、可拉伸1600%、断裂能1.7 kJ m-2且疲劳阈值95 J m-2的超韧有机凝胶，并演示对92号汽油多次吸收-蒸馏回收循环，为非极性液体固化、油品泄漏应急处置及极端环境软材料提供了可扩展、可重复使用的高性能平台。
Ultra-stretchable and crack-resistant nonpolar organogels. Nat. Commun., 2026. https://doi.org/10.1038/s41467-026-68775-9.
