水凝胶材料，因其独特的柔软、湿润特性和对生物环境的高度适应性，在穿戴式和植入式医疗设备领域展现出了广阔的应用前景。然而，当前人工合成的水凝胶普遍存在力学性能较弱的问题，其强度与韧性远不及人体皮肤、关节软骨等天然生物水凝胶。
    近日，《先进材料》期刊上发表了一篇由苏州大学汪晓巧、张克勤教授以及新加坡国立大学何锦韦（Ho Ghim Wee）教授等人合作撰写的综述论文——《面向穿戴式及植入式应用的机械韧性强功能水凝胶结构设计与成型策略》。该论文深度剖析了水凝胶增韧机制及其微纳米尺度聚合物网络的设计策略，特别强调了兼具高韧性和弹性、高强度自愈以及刺激响应性刚度适配等特征的水凝胶网络结构的研究进展。
    研究团队进一步系统梳理了目前主要的水凝胶微加工成型方法，如3D打印技术、纺丝技术和涂层技术，通过这些先进技术手段实现了具有高力学性能和多形状结构的水凝胶器件制备。文章展示了具备优异力学性能的水凝胶在生物医学工程、生物电子学、软体机器人以及人工肌肉等多个前沿领域的最新突破性应用案例。
    其中，一系列图表直观地描绘了水凝胶的结构设计原理，如高均质性的单聚合物网络构建、能量耗散机制网络优化以及功能性交联点强化等，同时还包括采用3D打印技术实现形状和微观结构可控的高力学性能水凝胶样品，以及利用纤维化工艺制备出的高性能水凝胶产品。
    这篇论文不仅揭示了提升水凝胶材料力学性能的关键技术路径，更为未来穿戴式和植入式医疗器械的研发提供了创新思路和有力支撑。随着相关科技的发展，水凝胶材料有望在生物集成领域发挥更大的作用，为人类健康事业带来更深远的影响。