摘要

水凝胶作为承载组织的替代产品引起了广泛关注.然而,与能够通过有限的变形来承受复杂载荷的承载组织不同,传统的水凝胶由于其柔软的特性,无法在低应变状态下表现出刚性响应.基于承载组织的软硬组分之间的协同作用,我们设计了采用软基质(正泊松比)和硬框架(负泊松比)的复合水凝胶,其刚度分别比基质和框架高18.9和4.2倍.相反,结合软基质(正泊松比)和框架(正泊松比)的设计对刚度增强有限.通过有限元分析,揭示了软基质与框架之间正、负泊松比斥力作用的内在机理.本研究为今后设计基于软硬组分协同效应的复合水凝胶提供了思路.