日本北海道大學近日宣布，開發出了基于三嵌段共聚物(Triblock Copolymer)的超高強度水凝膠。這種凝膠雖然含有大量水分，但卻擁有可與橡膠匹敵的強度以及魔芋塊100倍的硬度，此外還可輕松修復切割面，有望應用于包括體內使用在內的醫療用途。

　　水凝膠是以網眼狀連接在一起的聚合物包含大量水分的構造，生物親和性較高，作為醫用材料備受期待。但是，以前的水凝膠非常脆弱，實際用途只限于隱形眼鏡等。目前世界各地都在開發含有大量水分卻具有高強度的水凝膠，已開發出了拓撲凝膠、納米復合凝膠、雙網絡凝膠、聚兩性電解質凝膠等。

　　此次通過在三嵌段共聚物構成的水凝膠中添加第二成分——聚丙烯酰胺，成功制作出了含有大量水分卻具有高強度的新型高強度雙網絡凝膠。據介紹，這種凝膠的強度比前面提到的4種高強度凝膠都要高。

　　三嵌段共聚物是由三種成分結合而成的帶狀分子，具有疏水性-親水性-疏水性構造。將這種共聚物放入水中，兩端的疏水性部位就會形成網眼構造，從而獲得塊狀水凝膠。在這種凝膠的內部導入聚丙烯酰胺，三嵌段共聚物的親水性部位與聚丙烯酰胺就會形成氫鍵，從而獲得三嵌段共聚物/聚丙烯酰胺雙網絡凝膠。北海道大學通過控制這兩種物理鍵，成功獲得了高強度水凝膠。

　　這種水凝膠的拉伸斷裂應力為10MPa，抗拉能量為2850kJ/m2，拉伸彈性率為14MPa，顯示出了出色的物性。即便在凝膠上開一個孔，用其吊起一個重錘，開孔部位也不會被撕裂。而且，即便大幅變形，斷裂應變率達到600%(原長度的7倍)，也可保持應力的線性響應。另外，為凝膠的斷裂面涂布二甲基甲酰胺使其重新接觸后，被破壞的鍵會自發性地重新形成，凝膠會再次粘在一起。

　　構成該凝膠的兩種物理鍵在人體內等含有鹽分的環境中也能穩定存在，因此在今后的研究中，可將使用的聚合物換成生物相容性成分，從而制造可在生物體內使用的高強度水凝膠。北海道大學打算根據血管、軟骨、臟器等用途，制作出相應的各種形狀的醫用凝膠。