综述：霍夫meister效应复兴：水凝胶设计的最新进展

这篇综述系统阐述了利用霍夫meister效应（Hofmeister effect）设计功能化水凝胶（hydrogels）的最新进展。通过盐离子（如SO42?、Mg2+等）的"盐析"（salting-out）作用，无需复杂化学修饰即可调控水凝胶的力学性能、离子导电性（ionic conductivity）、抗冻性（anti-freezing）、光学特性及形状记忆能力，为组织工程（tissue engineering）、电子皮肤（e-skins）和超级电容器（supercapacitors）等领域提供了创新策略。

　　

引言

水凝胶作为富含水的交联聚合物网络，因其模拟生理环境的能力和优异的生物相容性，在组织工程、生物医学和可穿戴电子器件等领域广泛应用。然而，传统水凝胶的力学性能弱、低温易冻结等缺陷限制了其发展。近年来，霍夫meister效应——一种通过特定盐离子调控大分子聚集状态的物理现象，为水凝胶的功能化设计提供了新思路。

霍夫meister效应的历史与机制

1888年，Hofmeister和Lewith发现不同离子（如SO₄^2?和SCN^?）对蛋白质沉淀能力的差异，形成著名的霍夫meister序列。该效应源于离子对水结构的调控：左侧的"kosmotropes"（如Mg²⁺）通过强水合作用促进聚合物链聚集（salting-out），右侧的"chaotropes"（如ClO₄^?）则破坏水结构导致溶解（salting-in）。

功能化水凝胶的构建

力学增强：高浓度SO₄^2?诱导聚合物链交联，使水凝胶拉伸率（ε）达140%，韧性（Γ）提升至1000 J m^?2。
离子导电性：盐离子（如K⁺）赋予水凝胶5.25 F cm^?2的高电容，适用于超级电容器。
抗冻性能：kosmotrope离子降低水冰点，扩展水凝胶在低温环境的应用。

应用前景与挑战

霍夫meister效应制备的水凝胶在电子皮肤、软体机器人等领域展现出潜力，但离子作用的分子机制仍需深入探索。未来需解决盐离子长期稳定性与生物相容性问题，以推动临床转化。

结论

这一简单、可控的策略为定制化水凝胶开发开辟了新途径，有望推动柔性电子和生物医学材料的革新。