逆温敏水凝胶在室温下呈低透明度，而加热后则转变为透明状态，这类材料在信息加密、热显示和应急信号等方面展现出独特优势。然而，如何将这种光学响应性与优异的力学性能、保水性以及界面黏附性有机结合，仍然是一项挑战。
近期，四川师范大学赵丽娟教授、王义副教授团队在Materials Horizons上发表了题为“High-performance reverse thermoresponsive hydrogel enabled by one-pot PDMS-enriched domain crosslinking”的研究论文。本文报道了一种兼具机械韧性与逆温敏响应性能的水凝胶（PAM@PDMS hydrogel），该材料通过一种简单的乳液辅助一锅法聚合策略制备而成（见Scheme 1）。在该体系中，疏水性的聚二甲基硅氧烷（PDMS）预聚物在吐温80（Tween 80）乳化剂的作用下，分散形成稳定的类微凝胶结构域，嵌于亲水性的聚丙烯酰胺（PAM）基体中。经紫外光（250 W，5 min）引发聚合后，含Si–H键的PDMS链与结构域内部的乙烯基封端PDMS发生反应，形成交联的富PDMS结构域。同时，结构域–水界面处的乙烯基PDMS与AM发生共聚，进一步构建了一个由结构域交联的三维网络结构，将疏水与亲水部分协同地共价整合。该多层次结构赋予水凝胶应变下PAM与PDMS链的逐级展开以及PDMS结构域的渐进变形能力，从而实现优异的拉伸性能（断裂应变达5680%）、韧性（5.8 MJ/m³）及耐疲劳性能。在室温下，PDMS结构域与PAM基体之间的折射率差异增强了界面光散射，表现为不透明外观；而升温过程中，由熵驱动的结构域重组降低了散射效应，使材料迅速恢复透明状态，并具备可逆的热响应行为。这一特性使其可应用于热信息解密、动态光学切换和紧急可视化信号等场景。此外，PDMS结构域还显著提升了水凝胶的保水性，并赋予其对多种基底的强黏附能力，包括金属、塑料、橡胶、玻璃、猪皮、水凝胶、弹性体和纤维等。通过引入NaCl，水凝胶还具备了应变感知功能，可实现变形过程的实时监测。因此，本研究构建的PAM@PDMS水凝胶独特地将光响应性、机械强度、界面黏附性、保水能力与传感功能集成于单一材料平台中，展现出卓越的综合性能。该成果不仅为高性能温敏水凝胶的结构设计与性能调控提供了新思路，也为其在防伪标识、信息显示、柔性电子与智能调光等前沿应用领域的推广奠定了坚实基础，展示出广阔的应用前景。
Scheme 1 PAM@PDMS水凝胶的设计
Fig.1 PAM@PDMS水凝胶的超拉伸性能
Fig.2 PAM@PDMS水凝胶的逆向温敏性能
四川师范大学研究生梁倩倩为论文第一作者，赵丽娟教授和王义副教授为论文通讯作者。感谢四川大学吴锦荣教授对本工作的指导和帮助。感谢国家自然科学基金、国家重点研发计划、四川省科技计划项目等经费的资助。
原文链接：
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/mh/d5mh01141h/unauth
相关进展
川师大赵丽娟教授、王义副教授 Mater. Horiz.：通过协同氢键和偶极-偶极交联构建超高拉伸、自恢复、自愈合且粘附性水凝胶
川师大赵丽娟教授、川大吴锦荣教授 AFM：铁离子诱导设计多级动态网络制备仿生柔韧水凝胶
高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn
诚邀投稿
欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至info@polymer.cn，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。
欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。
申请入群，请先加审核微信号PolymerChina（或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。
点
这里“阅读原文”，查看更多