该材料将高强度特性和内置传感功能集于一身，有望在可穿戴设备和软体机器人领域实现创新应用。

简而言之，这种新材料可以视为一种智能橡胶材料，它能在承受压力时通过改变颜色发出提示。这一突破具有重要意义，因为大多数柔软或可拉伸材料要么容易断裂，要么保持坚韧但无法自我修复或感知压力。

然而，这种新型凝胶成功将高强度、自修复和传感功能集于一体，实现了材料科学领域的罕见突破。其背后的成功秘诀在于巧妙的分子结构设计。

研究人员采用机械互锁的轮烷分子结构 —— 这种环形分子能够沿"轴杆"滑动，并通过菊花链结构将两个轮烷连接在一起，形成可像弹簧般伸缩的链式结构。

自修复、高强度与双重传感

研究团队还在这些分子上连接了名为DPAC的特殊荧光单元。当自由移动时，DPAC发出橙光，但在受限状态下（如拉伸或弯曲时）则发出蓝光。

因此当拉伸凝胶时，分子环滑动会限制DPAC的运动，使凝胶在紫外光下呈现从橙到蓝的可见色变。这些互锁分子通过化学键与纤维素纳米晶体（微型高强度纤维）增强的聚氨酯凝胶结合。纤维素通过在网络中形成可逆氢键实现自我修复。由于滑动分子被嵌入凝胶基质（而非简单混合），其运动与凝胶拉伸直接耦合。

测试数据显示，这种新材料具有极高延展性，可安全承受约4600%的应变（相当于将1厘米凝胶拉伸至46厘米不断裂）。同时具备卓越韧性，强度达142兆焦/立方米，是无此分子结构的普通凝胶的2.6倍。

由于材料在应变下会变色（橙变蓝），通过观察色泽变化即可直观呈现应力分布。该材料还具备热致变色双重传感功能，遇热呈橙色，冷却或受压时显蓝色。

该材料的主要优势还包括自修复特性：室温下数小时即可自动修复损伤，轻度加热可进一步加速该过程。

潜在应用前景

这种材料在实时监测应力应变的可穿戴设备领域极具应用价值，同时在需要兼具强度与响应能力的软体机器人领域也前景广阔。

理论上还可用于制造能感知损伤并自我修复的人造皮肤或生物医学植入物，并为耐损伤电子设备开辟新路径 —— 这类设备不会突然失效，而是通过可见色变显示应变状态。

简言之，这种智能凝胶通过内部滑动分子同时实现减震和应力指示功能。拉伸时不仅能自我修复，还会通过色变直观显示承受的应力或热量变化。

该项研究成果已发表于《先进功能材料》期刊。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！