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  生物軟組織中的水凝膠往往具有復(fù)雜且精細(xì)的結(jié)構(gòu)，并展現(xiàn)出非凡的物理及化學(xué)性能，使得部分生物體能夠在嚴(yán)苛環(huán)境中存活。開發(fā)能夠媲美生物水凝膠的合成水凝膠，對(duì)那些耐用性要求較高的應(yīng)用具有廣闊前景。然而，傳統(tǒng)的人造水凝膠容易受到周圍環(huán)境影響，難以在苛刻條件下使用。除非經(jīng)過精細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或特殊的制備方法，合成水凝膠通常展現(xiàn)出遠(yuǎn)遜色于生物水凝膠的綜合性能。為克服這些局限性，近年來研究人員開始借鑒生物水凝膠的卓越特性，通過多種仿生科技開發(fā)出能夠適應(yīng)苛刻使用條件的合成水凝膠。

  總結(jié)：存在于眾多生物體中的天然水凝膠具有精妙的設(shè)計(jì)和組裝方式，使其具有卓越的耐用性和適應(yīng)性。雖然合成水凝膠的歷史遠(yuǎn)不及天然水凝膠悠久，但在過去幾十年里，通過采用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新的工程方法以及前沿的化學(xué)技術(shù)，研究者們對(duì)合成水凝膠針對(duì)惡劣使用條件的定制改造已取得了顯著進(jìn)展。這些成果極大地拓寬了合成水凝膠的應(yīng)用范圍，涵蓋了包括生物醫(yī)學(xué)場(chǎng)景和工業(yè)環(huán)境在內(nèi)的各種苛刻條件。該綜述系統(tǒng)總結(jié)了研究者們縮小合成水凝膠與天然水凝膠之間差距的各項(xiàng)努力，并特別關(guān)注它們?cè)谶m應(yīng)惡劣條件方面的能力。通過揭示生物體在抵御惡劣條件時(shí)所展現(xiàn)的智慧，將天然水凝膠的卓越適應(yīng)性歸納為四個(gè)關(guān)鍵方面：機(jī)械強(qiáng)韌性、環(huán)境耐受性、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)以及工程化界面。通過對(duì)自然界在設(shè)計(jì)天然水凝膠的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)和工程技術(shù)方面策略的審視，重點(diǎn)展示了在嚴(yán)苛條件下實(shí)現(xiàn)合成水凝膠穩(wěn)定性和適應(yīng)性的最新進(jìn)展。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2025.101459