甘肃科技报社融媒体中心讯（记者 张云文） 近日，中国科学院兰州化物所的研究团队在可持续超润滑水凝胶领域取得突破性进展。他们提出了一种全新的材料设计思路，成功研发出一种兼具高承载力、超低摩擦、优异耐磨性及可回收性的水凝胶材料，为解决长期以来水凝胶在实际应用中面临的性能瓶颈提供了新的解决方案。
人体的软骨组织拥有出色的润滑性能，这启发了科学家们探索水凝胶作为人工软骨替代材料的潜力。然而，传统水凝胶往往面临着“强度与润滑性难以兼顾”的难题。简单提高材料强度，反而会牺牲表面的润滑性能；单纯追求低摩擦，又会导致材料在高负荷下容易变形甚至失效。
兰州化物所润滑材料全国重点实验室周峰研究员团队创新性地提出了“选择性破坏双连续微相限域”的设计思路，巧妙地实现了强韧承载骨架与超润滑界面的协同统一。他们首先构建了一种具有双连续微相结构的水凝胶，使其内部形成相互贯穿的亲水和疏水网络，从而赋予材料卓越的力学性能，弹性模量远超大多数已报道的润滑水凝胶体系。
更为巧妙的是，研究人员随后对水凝胶表面进行选择性处理，破坏表层微相结构的限域作用，释放出原本被束缚的亲水聚合物链，使其在表面形成一层高度水合的润滑层。这层润滑层通过强『水合作用』和熵排斥力的协同作用，显著降低了界面摩擦，使材料实现了“超润滑”效果，摩擦系数低至0.0029。
此外，该水凝胶还具备自再生润滑能力，能够在长期摩擦过程中持续补充润滑界面，保证了持久的低摩擦性能。更重要的是，这种水凝胶完全基于线性聚合物与氢键缔合网络构建，可以循环利用。磨损或失效后，材料可以解离为液态前驱体，重新凝胶化，实现形状重塑和重复使用，为解决润滑材料报废带来的资源浪费和潜在微塑料污染问题提供了可行的方案。
这项研究成果不仅为人工关节、软体『机器人』️等领域的材料选择提供了新的可能，也为未来智能化、可持续润滑系统的设计奠定了基础。
