近日,我院谭欢副教授在国际高水平期刊《Progress in Polymer Science》上发表了题为“Recent advances in the design of hydrogels: Renaissance of the Hofmeister effect”的综述论文,深入探讨了利用霍夫迈斯特效应调节水凝胶性能的最新进展。翁杰教授、新加坡国立大学李俊教授为共同通讯作者,91短视频
为第一通讯单位。

水凝胶由于其高水分含量,通常表现出较弱的机械强度,并且在低温环境下容易失去性能,这一直是制约其广泛应用的瓶颈。尤其在生物医学和智能材料等领域,水凝胶的机械性能和环境适应性亟需改善。为了解决这一难题,研究人员开始关注霍夫迈斯特效应的应用,霍夫迈斯特效应最早由德国化学家Franz Hofmeister于1888年提出,描述了不同盐离子在水溶液中通过与水分子及溶质相互作用,改变水分子结构,从而调节溶质的溶解度和聚集状态。
该项工作聚焦于霍夫迈斯特效应这一古老的现象,系统探讨了不同盐离子在水凝胶性能调控中的作用机制,并揭示了其在多功能水凝胶设计中的应用潜力。通过引入特定的离子,研究者能够精确调控水凝胶的机械强度、柔韧性、抗冻性以及离子导电性等多种性能,从而实现水凝胶功能化设计的创新突破。此外,综述还强调了该方法在生物医学、智能材料、可穿戴电子、软体机器人和3D打印等领域的广泛应用潜力,尤其在提升水凝胶环境适应性和多功能性方面表现出巨大的前景。

尽管霍夫迈斯特效应为水凝胶的设计带来了前所未有的便利和潜力,研究团队也提出,当前的研究仍面临一些挑战。首先,如何精确调控不同盐离子的类型和浓度,以及它们对水凝胶性能的具体影响机制,仍需进一步探索。其次,虽然盐析方法能够提高水凝胶的机械强度和功能性,但如何在极端环境下保持水凝胶的长期稳定性,仍然是材料科学中亟待解决的问题。
Progress in Polymer Science是高分子领域的顶级期刊,影响因子26.1,每年发文量仅40-50篇,是本领域研究人员的重要文献来源。
该工作得到了中国国家自然科学基金(22172120,82101012,21802009)和中央高校基本科研业务费(2682023ZTPY046,2682021CX101)的资助。研究团队的工作为水凝胶的功能化设计和相关领域的技术创新提供了新的理论视角和指导。