2023年8月12日，我院汤力博士、汤建新教授指导的2020级研究生许月在高分子化学著名期刊《Macromolecules》在线发表题为“Synchronous Ultraviolet Polymerization Strategy to Improve the Interfacial Toughness of Bilayer Hydrogel Actuators”的最新研究成果（2023, 56, 16，6199-6207）。《Macromolecules》期刊是自然指数（Nature Index）收录期刊，也是中科院分区大类一区TOP期刊（2022年12月数据）。

自然指数（Nature Index）是依托于全球高水平82种学术期刊，统计各高校和科研院所在国际上最具影响力的研究型学术期刊上发表论文数量的数据库，是世界各高校和科研院所科研水平及综合实力评估与排名的重要指标之一。

目前，水凝胶驱动器根据其结构可分为双层水凝胶驱动器、梯度水凝胶驱动器、图案化水凝胶驱动器和定向水凝胶驱动器。其中，双层结构因其易于制备和多种可选的组合模式而得到了广泛的研究。传统的双层水凝胶驱动器通常由两层膨胀/收缩系数不同的水凝胶组成，具有刺激响应特性的驱动层在暴露于外部刺激时可以提供驱动力，而另一层是没有刺激响应特性的功能层，可以赋予水凝胶驱动器一些额外的特性。当双层水凝胶受到外部刺激时，驱动层会使功能层变形，从而实现驱动应用。然而，凝胶−凝胶层之间的低界面韧性容易导致双层水凝胶致动器的分层，表现出驱动稳定性较差。针对双层水凝胶致动器的界面分层问题，引入物理相互作用（氢键、金属配位、宿主−客体相互作用、疏水缔合等）是提高双层水凝胶致动器界面韧性的有效方法。但是，引入双层水凝胶致动器的物理相互作用通常需要费时费力的分子/凝胶网络设计，而且往往会带来不利于双层水凝胶致动器驱动的物质。

本文提出了一种同步紫外（UV）聚合策略来构建具有高界面韧性的双层水凝胶驱动器。具体地说，通过添加具有溶胶−凝胶过渡到下层预溶液的材料，在模具中获得了一个扁平的水凝胶。然后，将上层预溶液倒在下层水凝胶上，而上层预溶液通过分子扩散渗透到下层水凝胶中。此外，利用紫外光启动了上下预溶液中含乙烯基单体的同步自由基聚合。在聚合过程中，在两层界面附近产生了大量分子链之间的共价键和拓扑纠缠结构，形成了具有完美凝胶−凝胶界面和高界面韧性的双层水凝胶驱动器。这项创新的同步紫外聚合策略有望为双层水凝胶驱动器的性能提升开辟新的途径。

该研究工作得到了国家自然科学基金，湖南省自然科学基金，湖南省教育厅基金的经费支持。