聚电解质/表面活性剂复合物(PESCs)是一种理想的物理交联剂，具有稳健和动态的特性，旨在开发具有新型网络结构和非凡性能的坚韧的水凝胶。通过协同静电和疏水相互作用形成的PESC在生物系统中普遍存在，并赋予其多种功能。例如，跨膜蛋白通过形成PESC与脂膜结合，其中，带正电荷的蛋白残基通过静电相互作用与带负电荷的磷脂相互作用，蛋白的疏水部分通过疏水相互作用与磷脂双分子层的碳氢区结合。这种结合作用作为离子通道调节运输的问题。在人工系统中，结构和相关功能的控制也可以通过形成PESCs来完成。例如，聚电解质溶液的流变性能在很大范围内被调节，通过加入相对带电的表面活性剂，以适当的比例形成PESCs，促进涂料和化妆品的应用。由于亲水性降低，致密的PESCs形成并析出溶液。由于不同段的不相容和微偏析，固体材料通常具有有序的微观结构，使材料具有广阔的应用前景，如形状记忆材料、保护涂层、渗透蒸发膜等。

当在离子表面活性剂水溶液中培养时，即使浓度远低于临界胶束浓度，带相反电荷的聚电解质水凝胶也会通过形成PESCs逐渐缩小体积，Osada和他的同事发现，表面活性剂与带相反电荷的凝胶基质的结合是由离子相互作用引发的，形成静电盐。然后，结合表面活性剂的烷基链与疏水相互作用结合，形成稳定的PESCs。在合作过程中，表面活性剂的进一步结合中和了带电荷的基质，导致聚集体尺寸增加，含水量急剧下降，通过这种分子扩散和络合过程，很难在PESC水凝胶中获得优异的力学性能和高含水量。另一种方法是，如果聚电解质水凝胶是在表面活性剂胶束存在的情况下合成的，则强大的PESCs可以维持在一个低的结合比，这可能会产生一个相对高含水量的坚硬的水凝胶。

浙江大学吴子良研究员和郑强教授课题组报道了在十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)胶束存在下，由甲基丙烯酸(MAAc)前驱体溶液一锅聚合法制备一种新型强韧性超分子水凝胶。在弱聚电解质和带相反电荷的表面活性剂之间形成强大的稳定的PESCs（物理交联作用），在水中溶胀后得到透明而坚韧的水凝胶。水分含量为50~85wt%，具有类塑性力学性能，拉伸断裂强度为0.1~5MPa，断裂应变为~%，杨氏模量为1~70MPa。这些水凝胶在拉伸加载过程中出现屈服和强迫弹性变形，由于凝胶网络的高交联密度和节段流动性降低，室温下水凝胶处于玻璃态。pH值、离子强度和温度是水凝胶力学性能的主要影响因素。水凝胶内的疏水纳米结构域可以装载疏水药物或荧光分子，用于生物医学和工程领域。该研究成果以“Plastic-LikeSupramolecularHydrogelswithPolyelectrolyte/SurfactantComplexesasPhysicalCross-links”为题发表在国际著名期刊Macromolecules上。

水凝胶制备：以MAAc水溶液为前驱体，在CTAC胶束存在下进行自由基聚合，合成了聚电解质/表面活性剂复合物(PESC)水凝胶。将适量CTAC溶于水中搅拌3h，得到均匀的胶束溶液;CTAC的浓度远高于临界胶束浓度(室温下1.6mM)。规定数量的MAAc和KPS被添加到胶束溶液,轻轻搅拌10分钟。因此,得到透明的溶液是注入反应模具中在烤箱60°C12h完成聚合。打开反应池后，将制备的水凝胶浸泡在大量的水中，去除残留分子和离子。每天换水，经过2周的溶胀过程得到平衡的水凝胶。

该平衡水凝胶具有良好的力学性能，其含水量为50~85wt%，拉伸断裂应力为0.1~5MPa，断裂应变为~%，杨氏模量为1~70MPa。典型的屈服是在约10%的小拉伸应变下观察到的，随后是水凝胶的强制弹性变形，由于由PESCs高度交联的基体的节段流动性降低，水凝胶处于玻璃态。pH、温度和离子强度可以很好地调节水凝胶的类塑料力学性能。这些动态行为使水凝胶具有自恢复和形状记忆特性。此外，水凝胶内的纳米疏水囊提供了负载功能疏水分子的能力，在荧光材料和药物传递系统方面有广阔的应用前景。

总之，本研究通过在CTAC胶束存在下简单聚合MAAc水溶液，开发了一种以PESCs作为物理交联的新型强韧水凝胶。弱荷电PMAAc链与反荷电表面活性剂之间的静电相互作用协同作用以及表面活性剂长烷基链之间的疏水相互作用导致强缔合，使水凝胶具有中等含水量和类塑料力学性能的玻璃态。水凝胶的力学性能可以通过酸、热和盐处理的进行调整。非共价相互作用的动态特性和特殊的微观结构赋予了韧性水凝胶可调谐的自恢复能力、良好的形状记忆性能和装载功能疏水分子的能力，这将拓宽凝胶材料在各个领域的应用。

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