清华大学王朝副教授课题组通过调控聚电解质烷基链之间的疏水相互作用与带电基团之间的静电相互作用的平衡，引入了可逆的珍珠项链（PNC）结构。这种PNC构象的max接近与N的2/3次方成正比，PNC结构中亚纳米级的珠子能够在循环机械应变下高效地展开和折叠，从而赋予水凝胶更广的弹性范围。因此，水凝胶可以在被双轴拉伸至面应变超过10000％后迅速恢复。此外，水凝胶可以快速愈合轻微的机械损伤，如针刺和切割。这些进步使得这种超弹性离子水凝胶成为理想的多功能气动夹具材料；它们同时提供超大的夹持范围、自感知能力和快速愈合能力。相关成果以“A hyperelastic hydrogel with an ultralarge reversible biaxial strain”发表在Science期刊上。

原子力显微镜在研究纳米尺度材料表面的三维形貌方面具有很高的横向和纵向分辨率，分析中心原子力显微镜表征了该水凝胶的珍珠项链式结构的微观形貌。在测试过程中，通过水凝胶样品浓度的调控、制样时间的控制以及基底亲疏水性和平整度的选择，测得了PNC结构---带电小珠子被长而窄的弦连接起来。为AETC-25水凝胶的PNCs结构的验证提供了有力的数据支撑。论文作者对分析中心原子力显微镜表征以及在低温透射电镜方面的分析指导进行了致谢。

图1：具有珍珠项链结构的水凝胶及表征