華南理工嚴笑云教授Nature成果：富水透氣水凝膠的制備

論文截圖

在生物醫學工程領域

水凝膠因其優異的

生物相容性和類組織的水環境

廣泛應用于傷口敷料、組織粘合劑

生物電極、隱形眼鏡及超聲耦合等場景

然而，水凝膠在實際應用中面臨一個根本性挑戰：其內部以水為主的極性環境，導致非極性氣體（如氧氣和二氧化碳）的溶解度和擴散系數較低，氣體交換效率天然受限。

長期以來，提升水凝膠透氣性的嘗試，無論是引入宏觀/介觀空氣通道還是采用具有分子級自由體積的材料，都受制于通道易塌陷或積水、結構不穩定，以及透氣性與高含水量之間的內在矛盾——現有設計往往被迫采用低含水量（<50 vol%）或超薄形態，難以兼顧高效的氣體交換與維持濕潤的生物環境。

基于粘彈性相分離原理的創新策略

為攻克這一難題，研究團隊受人體肺部結構啟發，提出了一種基于粘彈性相分離（Viscoelastic Phase Separation, VPS）原理的創新策略。

該策略成功地在高含水量（70 vol%）的水凝膠內部構建了由疏水二氧化硅氣凝膠顆粒組成的、穩定且相互連通的“富氣網絡”，從而實現了創紀錄的氧氣滲透性——高達185 Barrer，約是原始水凝膠的十倍，超越了目前最先進的硅水凝膠。

相關論文以“Air-permeable hydrogels through viscoelastic phase separation of aerogels”為題，發表在Nature上。華南理工大學前沿軟物質學院嚴笑云教授與佐治亞理工學院李姝聰助理教授為共同第一作者兼通訊作者，麻省理工學院趙選賀教授為共同通訊作者。

皮膚佩戴測試中展現的維護皮膚健康能力

這項突破性技術不僅制備工藝簡單、適配多種水凝膠材料（包括合成、蛋白基和多糖基水凝膠），而且在長達10天的連續皮膚佩戴測試中，展現出卓越的防止汗液積聚和維護皮膚健康的能力，為水凝膠在長期生物醫學領域的應用鋪平了道路。

論文地址

https://www.nature.com/articles/

s41586-026-10712-3

詳細報道鏈接

https://mp.weixin.qq.com/s/aMW0f5aK0cUT-DkJHfSusw

相關簡介

嚴笑云，本文共同第一/通訊作者，華南理工大學前沿軟物質學院準聘教授，主要研究微納結構軟材料的精準構筑原理，及其在聚合物改性和器件封裝測試上的應用。近五年以共一或共通訊作者在Nature, Nat. Mater., Nat. Water, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.等期刊上發表多篇論文。

黨委宣傳部（融媒體中心）

信息來源：前沿軟物質學院 “高分子科學前沿”公眾號

微信編輯：黃明華

初審：冀早早

復審：盧慶雷

終審：夏正林

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