支部统战委员王召教授在Nature Communications上发表了题为“Two dimensional MoS₂ accelerates mechanically controlled polymerization and remodeling of hydrogel”的研究论文。

在自然界中，生物体通过机械力感知和信号转导（如机械转导）动态调整自身结构（如骨骼和肌肉强化）。然而，合成材料通常因机械力引发损伤（如微裂纹），难以实现类似的自适应强化。近年来，机械氧化还原催化剂（如ZnO、BaTiO₃）被用于机械控制聚合，赋予材料永久性结构变化，从而提高其机械强度，但传统催化剂存在响应慢（数小时至数天）、催化效率低等问题。基于此，王召教授课题组报道了一种快速的、机械控制的水溶性单体自由基聚合，使用二维MoS₂作为机械氧化还原催化剂，研究了各种机械刺激，包括超声波、球磨和低频振动。该策略可以在几分钟内完成聚合。这种加速过程可用于制造复合水凝胶，该复合水凝胶具有响应机械刺激而改变其机械和电气性能的能力。这一策略在智能材料如水凝胶传感器、人造肌肉和植入式生物材料中具有应用潜力。

该项工作报道了一种高效的机械控制聚合，可以构建具有快速和永久结构修饰的自增强水凝胶。在该研究中，与之前使用的ZnO和BaTiO₃材料相比，MoS₂在催化水溶性单体自由基聚合方面表现出更强的性能。通过研究典型的机械化学条件下的聚合，包括超声和球磨。球磨法具有增强压电催化剂极化的能力，可以在几分钟内实现单体的完全转化。此外，即使在低水平的循环载荷下，MoS₂也表现出快速的机械激活，触发水凝胶内部形成第二个交联网络，最终实现独特的机械性能。此外，水凝胶的强化也导致离子电导率增加3倍。这一策略将为智能材料（如水凝胶传感器、人造肌肉和植入式生物材料）的应用创造了新的机会。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-57068-2