基于取向-卷曲网络与盐调控协同策略的快速应变硬化水凝胶纤维：实现柔软强韧性能突破

本研究针对水凝胶纤维存在的强度-模量冲突难题，提出"拉伸-部分固定-松弛"（DPR）协同盐调控策略，构建了具有取向-卷曲网络结构的柔软、强韧水凝胶纤维。该纤维展现出高强度/模量比（19.19±5.27）、优异韧性（138.11±8.09 MJ·m?3）及快速应变硬化特性，可通过工艺参数与盐浓度调控力学性能，在振动阻尼与柔性传感领域具应用潜力。

　　

水凝胶纤维因其柔韧性、离子导电性和可编织性而在柔性电子领域广泛应用，但存在强度与模量相互制约的固有矛盾——增强分子链间相互作用通常导致强度与模量同步提升，难以兼顾柔软与强韧。为此，研究人员提出一种创新的"拉伸-部分固定-松弛"（DPR）策略，并结合盐调控增韧技术，成功制备出具有部分取向卷曲分子链网络（取向-卷曲网络）的软质高强韧水凝胶纤维。该纤维得益于取向-卷曲网络结构与丰富的能量耗散单元（如离子配位域和结晶区），不仅表现出高达19.19±5.27的强度/模量比、138.11±8.09 MJ·m^?3的卓越韧性，还具备快速应变硬化行为。通过调整制备工艺参数和盐浓度，可精准定制其弹性模量（0.51±0.15至5.69±0.69 MPa）、强度（15.67±0.2至79.09±2.33 MPa）及应变硬化能力（4.32±0.25至41.78±4.43）。值得注意的是，DPR策略可推广至双网络体系、共聚物体系等其他系统，有效提升其强度/模量比与应变硬化性能。最终，该水凝胶纤维在振动阻尼和柔性传感器应用中展现出优异的减震效果，并能稳定监测形变、冲击与振动信号，为柔性电子器件提供了新型材料设计思路。