研究成果一：超分子互锁策略构建力学各向异性、强韧仿生离子凝胶

受肌腱各向异性结构启发，该工作通过将平行排列的刚性纤维束嵌入柔性离子凝胶基质中，利用聚合物链、离子与纤维表面之间的多重超分子相互作用形成紧密界面结合，所制备的各向异性复合离子凝胶在平行方向实现高强度（54–175 MPa）和高模量（384–1001 MPa），在垂直方向保持优异柔韧性，强度各向异性和刚度各向异性分别为9–401和25–3306，性能超越现有各向异性凝胶材料，并可媲美天然承重组织。

 

图1. 力学各向异性仿生离子凝胶的示意图

 

相关研究成果以“Supramolecular interlocking produces mechanically anisotropic, robust, and tough biomimetic ionogels”为题，于2026年2月发表在国际顶级期刊《Advanced Materials》。福州大学材料学院2023级硕士生康家豪为论文第一作者，福州大学材料学院吕晓林副教授为论文通讯作者，论文得到了邹志刚院士和于岩教授的指导。

论文DOI：10.1002/adma.202511903

 

研究成果二：离子编织网络构筑强韧水凝胶用于智能4D打印

该工作提出“离子编织”策略，通过力诱导干燥实现聚合物链紧密预排列，再引入金属离子形成均匀的离子配位网络，所得水凝胶兼具高强度（9.2 MPa）、高模量（18.2 MPa）和高韧性（57.4 MJ/m³）。同时，该材料还兼具优异的抗溶胀、抗冻以及脱水-再水化激活特性。因此，该水凝胶可以实现稳定的水下传感与形状记忆行为。进一步与3D打印结合，可以实现“复杂结构-驱动-感知”一体化集成的智能4D打印。

 

图2. 离子编织水凝胶的设计与应用

 

相关研究成果以“Ionic weaving network enables mechanically robust smart hydrogels with anti-swelling and anti-freezing capabilities”为题，于2026年7月发表在国际顶级期刊《Nature Communications》。福州大学材料学院2023级硕士生甘梦雨为论文第一作者，福州大学材料学院吕晓林副教授为论文通讯作者，论文得到了邹志刚院士的指导。

论文DOI：10.1038/s41467-026-76165-4

 

研究成果三：超分子液晶凝胶实现宽范围力致变色与智能光学应用

该工作通过液晶分子与丙烯酸酯共聚物之间的偶极-π和π-π相互作用，构建了动态超分子液晶网络，在外力作用下通过局部解离超分子网络以增强双折射效应，实现了从一阶灰黑色到六阶浅粉色的宽范围干涉色变化。同时，该动态网络赋予材料优异的自恢复、自修复和环境适应性，并应用于信息加密、智能显示和可视化触觉传感。

 

图3. 超分子液晶凝胶的设计与应用

 

相关研究成果以“Self-healing and environmentally stable supramolecular liquid crystalline gels for mechanochromic optics and tactile sensing”为题，于2026年9月发表在国际顶级期刊《Advanced Materials》。福州大学材料学院2023级硕士生林野为论文第一作者，福州大学材料学院吕晓林副教授为论文通讯作者，论文得到了邹志刚院士和北京大学沈志豪教授的指导。

论文DOI：10.1002/adma.74899