中国科学院大连化学物理研究所研究员卿光焱团队设计并制备出一种具有可重构性和机械变色性的高坚固纤维素光子水凝胶。该制备方法为制造坚固的光子水凝胶开辟了一条新途径，其智能光学响应特性有望扩大仿生光子纤维素材料在医疗、能源和工业领域的应用。相关研究成果近日发表于《今日材料》。

仿自然界Bouligand的结构因层间耦合和应力传递机制，展现出优异的机械性能。研究团队通过自组装纤维素纳米晶体，为Bouligand结构提供了一种具有广阔应用前景的方案，利用纳米纤维滑动和氢键重建，实现了网络基质空间排列的精确控制。这一转变由水分子激活的氢键作用驱动，形成了坚固的光子水凝胶。该方法得到的Bouligand结构水凝胶展现出优异的机械性能，相较于初始水凝胶，韧性值增加了5倍，拉伸性超过950%。此外，这些光子水凝胶展现出动态变色能力，可在红色和蓝色之间切换，并在可逆拉伸过程中保持稳定的电灵敏度。光子水凝胶的成像界面持久耐用，可反复使用，仅需在水中浸泡5分钟即可恢复活性。

该研究为自组装纤维素纳米晶体的实际应用开辟了新路线，有望应用在可持续生物塑料、柔性电子基板、智能光子器件等领域。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.mattod.2025.01.008

（原载于《中国科学报》 2025-02-19 第4版 综合）