精简内容：水凝胶是由互相交联的高分子聚合物网络及包裹其中的水分子所构成的一类软材料其高含水量以及大孔隙率等特点与生物软组织类似具有良好的生物相容性1 2因而在组织修复3-6、组织人工替代7-10、药物运输11-13等生物工程和医药领域具有广泛的应用前景。传统的自由基聚合合成水凝胶由于其网络结构的非均匀性以及缺乏耗散机制在强度和韧性上远不如生物软组织严重制约了其在承力型生物材料中的应用。因此如何制备

水凝胶是一种软材料，由高分子聚合物网络和水分子构成，具有高含水量和大孔隙率等生物组织类似的特点，因此在生物工程和医药领域具有广泛的应用前景。传统的自由基聚合合成水凝胶在强度和韧性上远不如生物软组织，制约了其在承力型生物材料中的应用。近年来，通过设计制备多种不同的高强韧水凝胶体系，如双网络水凝胶、拓扑水凝胶、纳米复合水凝胶、tetra-PEG水凝胶、金属配位交联水凝胶等，已经达到了生物软组织替代的要求，广泛应用于软体机器人、柔性传感器和驱动器件等工程技术领域，以及软组织修复、药物控释、创伤敷料等生物材料领域。化学交联水凝胶和物理交联水凝胶是两种主要的交联方式，其中双网络水凝胶是一种化学交联凝胶体系，具有高度的断裂韧性，但网络永久而不可逆的破坏导致其力学行为无法完全恢复；化学/物理复合交联水凝胶则在网络中加入可恢复的物理交联，形成可在加载过程中断裂和重新形成的网络结构，大大提高了凝胶的断裂韧性。近年来，物理交联水凝胶得到了快速发展，具备了媲美化学交联水凝胶的强度和韧性，且形成过程更为简便，具有先天的生物医药应用优势，已成为3D/4D打印、软机器和器件等领域的热点材料。