软组织中整合的细胞结构之间的机械相互作用决定了在生物体中观察到的机械行为和形态发生变形。然而，在合成软材料中复制这些多方面的属性仍然是一个挑战。

在这项工作中，宾夕法尼亚州立大学Hongtao Sun，加州大学洛杉矶分校段镶锋教授，黄昱教授开发了一种智能水凝胶系统，该系统具有经过设计的刚性细胞模式，可在水凝胶膜内诱导应变驱动的异质子域。

文章要点

1）这些子域来自施加的机械力下图案和膜域的不同机械响应。与之前将增强内含物加入软基质以定制材料性能的研究不同，该方法操纵软膜内这些子域构建块的定位、集成和相互作用。这可以广泛调整局部和全局行为。

2）值得注意的是，研究人员引入了一种子域接口机制，允许在单个材料系统中同时定制和解耦机械性能和形状变换 - 这是当前合成软材料很少能实现的成就。此外，使用原位成像表征，包括通过数字成像相关性进行的全场应变映射和通过对实空间模式域的快速傅里叶变换分析进行的倒易空间模式，提供了快速的实时监控工具，以揭示控制定制的多尺度异质性和复杂行为的潜在原理。

参考文献

Yang, H., Liu, T., Jin, L. et al. Tailoring smart hydrogels through manipulation of heterogeneous subdomains. Nat Commun 15, 9268 (2024).

DOI：10.1038/s41467-024-53552-3

https://doi.org/10.1038/s41467-024-53552-3