摘要：自重塑材料可以根据机械环境改变其物理性质。最近，使用机械氧化还原催化剂的机械控制聚合能够使得复合材料发生永久性结构变化，从而增强它们的机械强度。然而，由于聚合用本体催化剂的激活缓慢，材料响应明显延迟。

自重塑材料可以根据机械环境改变其物理性质。最近，使用机械氧化还原催化剂的机械控制聚合能够使得复合材料发生永久性结构变化，从而增强它们的机械强度。然而，由于聚合用本体催化剂的激活缓慢，材料响应明显延迟。

2025年2月16日，苏州大学王召在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Two dimensional MoS2 accelerates mechanically controlled polymerization and remodeling of hydrogel》的研究论文，王建为论文第一作者，王召为论文通讯作者。

王召，苏州大学特聘教授，国家高层次青年人才。2012年本科毕业于华东理工大学（导师：李慧教授），2013年获美国阿克伦大学硕士学位（导师：程正迪院士），2018年博士毕业于美国加州大学圣地亚哥分校（导师：Nathan Gianneschi教授），同年前往芝加哥大学从事博士后研究工作（合作导师：Aaron Esser-Kahn教授）。2021年加入苏州大学独立开展学术研究。

王召教授围绕压电催化在高分子合成与智能响应性材料等领域深入开展研究工作。在Nat. Mater.、Angew. Chem., Int. Ed.、ACS Nano、Macromolecules等国际著名期刊发表论文30余篇。

在此，作者报告了使用二维MoS2作为机械氧化还原催化剂，在包括超声波、球磨和低频振动等各种机械刺激下，对水溶性单体进行快速、机械控制的自由基聚合。

该策略使得聚合过程在几分钟内完成。这种加速工艺可以用来制备复合水凝胶，这些水凝胶能够在机械刺激下改变其机械和电学性质。

这种策略有望应用于智能材料，如水凝胶传感器、人造肌肉和植入式生物材料。

图1：二维MoS2催化下的机械控制聚合与水凝胶重塑示意图

图2：二维MoS2的结构和压电性能

图3：不同机械力和压电材料下的机械控制聚合

图4：机械控制聚合的机理分析

图5；低频机械振动下自重塑水凝胶的构建

图6：自重塑水凝胶的机械性能和离子电导率表征

综上，本研究开发了一种基于二维二硫化钼（2D MoS2）的机械控制自由基聚合方法，用于快速合成具有自增强和自修复能力的智能水凝胶材料。通过超声波、球磨和低频振动等机械刺激，2D MoS2作为高效的机械氧化还原催化剂，加速了水溶性单体的聚合过程，实现了水凝胶在几分钟内的快速交联和性能增强。

该研究成功实现了水凝胶在机械刺激下的快速结构重塑，显著提高了其机械强度和离子导电性。

这一成果不仅为智能材料的设计提供了新的思路，还为开发高性能水凝胶传感器、人造肌肉和可植入生物材料等智能应用奠定了基础，具有广阔的应用前景。

Wang, J., Han, Z., Zhang, L.et al. Two dimensional MoS2 accelerates mechanically controlled polymerization and remodeling of hydrogel. Nat Commun16, 1689 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57068-2

来源：华算科技