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【研在德院】我校首届硕士研究生在材料领域国际顶级期刊发表综述文章

发布时间：2026-09-28

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近日，我校材料与化工专业2025级硕士研究生宋泽与刘世跃，分别以第一作者在国际Top期刊Advances in Colloid and Interface Science（影响因子 23.7）和Small（影响因子 12.1）发表综述论文，论文指导教师为顾相伶教授。

宋泽对基于水凝胶软物质的表面图案化技术近年来取得的研究进展进行回顾梳理，相关成果以“Smart Hydrogel Surface Patterning: From Static Structures to Programmable Interfaces”为题，发表在胶体与界面领域Top期刊Advances in Colloid and Interface Science上。论文指出，通过在水凝胶表面构建特定图案，可使其具备精准的信息存储、细胞调控和智能响应能力，推动水凝胶从“被动基材”向“主动功能元件”升级，这已经成为当前材料科学研究的前沿方向。

该综述系统回顾了水凝胶表面图案化的两类制备策略：自上而下技术，包括光刻法、模板法、打印法和刺激响应书写法；自下而上策略，包括分子自组装和场诱导定向组装。文章绘制发展历程图，直观呈现该领域从静态结构到可编程智能界面的演进脉络；并将水凝胶与PDMS弹性体、有机凝胶、冷冻凝胶等其他软材料的表面图案化技术进行横向比较，总结了涵盖形貌、表面化学和功能响应性的多尺度表征方法。

该综述重点梳理了表面图案化技术在防伪与信息存储、组织工程与药物筛选、防污抗菌与生物传感、智能响应器件与柔性电子、能源与环境应用五大应用领域的研究进展。文章最后指出，该技术仍面临制备可扩展性、动态可逆性和生物相容性等关键挑战。未来，随着机器学习与先进制造技术的深度融合，水凝胶表面图案化将从静态结构复制迈向可编程智能界面，有望在智能传感、再生医学和低碳技术等领域实现突破性应用。

刘世跃系统归纳了近年来力学可训练水凝胶的研究进展，并独立提出：光、热、电、离子等刺激响应或编程方法，在广义上均可纳入可训练水凝胶范畴的学术观点。相关工作以“Trainable Hydrogels: Mechanistic Principles, Training Strategies, and Frontier Applications”为题，发表在纳米材料领域国际TOP期刊Small（影响因子 12.1）上。文章从训练手段、网络重构、表征方法及应用领域四个方面展开，区分了刺激响应凝胶、可编程凝胶与可训练凝胶的本质差异，分别讨论力、热、光、电、化学训练条件下分子链、交联点和晶区的具体变化。该工作梳理了可训练水凝胶在软机器人、生物医学、传感、人机交互和3D打印中的应用，并指出当前领域存在的瓶颈与未来发展方向。

文章对近五年可训练水凝胶相关研究进行回顾总结，发现该领域研究关注核心在逐步变化：2020 年以前以化学调控（pH、离子、溶剂）为主，之后转向力学训练；近年来，力‑离子、力‑溶剂等多场协同训练成为当下的研究热点。

该工作以力学训练为核心，系统梳理可训练水凝胶体系，归纳各类外场对凝胶网络的调控作用，构建起包含表征、应用在内的完整研究框架。当前该领域主要瓶颈为多刺激耦合微观机制尚不清晰、取向结构易发生长期松弛。后续可重点发展多场协同训练、原位动态表征与机器学习逆向设计，探究水分子介导调控机制，结合合成生物学与 4D 打印，开发时序自适应的新型智能水凝胶。

高水平学术成果的发表，彰显了我校首届硕士研究生良好的科研创新能力，也是材料与化工学科研究生培养的重要阶段性成果。我校师生将继续深耕科研、锐意创新，力争产出更多优质科研成果，助力我校“双优”工程建设。

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