原标题：中国人大《Science Advances》封面！让水凝胶牢固粘在固体表面！

  水凝胶涂层，为改善固体表面的润滑性、生物相容性和柔韧性，开辟了新道路。在此，来自中国人民大学的贺泳霖&王亚培等研究者，建立了一种可扩展的方法，使水凝胶层牢固地附着在不同的固体表面上。相关论文以题为“Renatured hydrogel painting”发表在Science Advances上。

  表面涂层，被认为是固体材料与外部介质耦合的关键窗口。在与外部介质紧密接触的情况下，表面涂层应表现出足够的稳定性和耐久性，以抵抗摩擦、腐蚀或其他化学和物理干扰。特别地，对于生物医学设备和可植入设备，表面涂层在考虑别的表面特性的同时，假如没有合理的润滑性和生物相容性，很难推广应用。在人工股骨头表面，覆盖一层能够很好的满足生物相容性、润滑性和适当灵活性要求的保护层，是部分髋关节置换术成功的关键。许多其他医疗用品和海洋物体，也需要生物相容性和润滑涂层，如医疗导管和船体，特殊的润滑性可能有利于禁止生物膜，以获得抗菌或防污表面。

  水凝胶，由于其高含水量而具备优秀能力的润滑性能、生物相容性和灵活性，是软材料的一个创新分支。不同的配方和可调节的孔隙率，使水凝胶作为具有自愈合、运输营养、调节细胞增殖和输送货物能力的智能表面涂层，成为可能。尽管水凝胶在不同基质上的固定，已经取得了巨大的进展，因此，显示了在临床和海洋应用方面的巨大潜力，但仍然需要一种更通用的方法来将水凝胶牢固地、可缩放地涂覆在各种固体基质上，而不用考虑表面拓扑和材料的类别。

  目前，多功能水凝胶涂层主要有以下几个挑战：(i)在使用各种水凝胶配方的情况下，该涂覆方法应表现出与多种基材的良好兼容性，并应最好能够降低对表面拓扑的依赖；(ii)水凝胶与表面之间的附着力，应能够抵御物理和化学扰动，特别是包括机械摩擦、水凝胶膨胀和脱水过程中的膨胀和收缩，以及酸或碱介质导致的侵蚀；(iii)为了实际应用，理想情况下，水凝胶涂层是一种节约时机和成本低廉的制作的完整过程，避免了冗长的实验室工作和使用腐蚀性溶剂或能源成本。纵观水凝胶涂层的发展历史，提出一个同时满足上述所有要求的水凝胶涂层策略，是一项艰巨的挑战。

  在本研究中，研究者创新性地提出了一种复性水凝胶涂层(RHP)的概念，即在固体表面粘贴水凝胶层的两步技术。具体来说，即，脱水的干凝胶颗粒首先在特殊粘合剂的帮助下，粘在固体表面上。然后，将干凝胶颗粒在水介质中再水化，使其在客观表明产生均匀的水凝胶涂层。RHP方法，成功地将水凝胶涂在金属、特氟隆、陶瓷、玻璃、木材、聚氨酯(PU)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚氯乙烯(PVC)的大面积表面上，喷涂面积可达2.0平方米。不同的水凝胶，能够牢固地粘接在这些表面上，且水凝胶层在正常压力高达50kpa的情况下压缩后，没有失去其力学性能。作为参考，成人施加在地面上的压力约为17.5 kPa。水凝胶包覆层除了在垂直方向上受到机械压缩外，还能承受横向流动的水所带来的剪切力，水射流速度为14 m/s，接近于海洋中货船的速度。

  图5 RHP在部分髋关节置换术中的应用。更精彩视频抖音搜索：材料科学网。

  综上所述，研究者开发了一种简单而有效的方法，即复性水凝胶涂料(RHP)，用于在各种固体基材上，制备坚固的水凝胶涂料。这种水凝胶涂料方法涉及到涂覆粘合剂和干凝胶颗粒，然后干凝胶再水化成水凝胶。除了小规模的实验室制造，每一步都可以很容易地与传统的喷涂方法相结合扩大。固化胶粘剂的充分连接，使水凝胶涂层能适应任意的机械操作和脱水-再水化过程中的体积变化。该方法拥有非常良好的润滑性和鲁棒性，将引起生物和非生物表面改性的广泛兴趣。

  据目前所知，这是第一个可用于制作，同时具有众多优点的水凝胶涂料的策略，包括通用性、高耐久性、耐酸碱、自愈合能力、便捷性、低成本、无腐蚀性溶剂、无表面预处理、可扩展制造等。该方法也适用于广泛的胶粘剂、水凝胶配方和基材。它们的合理组合，可能生产出需要特殊水凝胶涂料的特殊基质。（文：水生）