聚电解质/表面活性剂复合物（PESC）是一种理想的物理交联剂，具有坚固和动态的特性，旨在开发具有新网络结构和卓越性能的坚韧水凝胶。由共静态和疏水相互作用形成的PESC在生物系统中很常见，并赋予其多种功能。例如，跨膜蛋白通过形成PESC与脂质结合，其中带正电的蛋白质残基通过静电相互作用与带负电荷的磷脂相互作用，蛋白质的疏水部分通过氢磷作用与磷脂双分子层的烃类区域结合。这种结合充当离子通道来调节运输。在手动系统中，结构和相关功能的控制也可以通过形成PESC来实现。例如，多电解决方案的流动性可以在广泛的应用中进行调节，通过添加相对带电的表面活性剂以适当的比例形成PESC来促进涂料和化妆品的应用。由于亲水性降低，致密的PESC形成并沉淀溶液。由于不同段的不相容性和微观偏倚，固体材料通常具有有序的微观结构，这使得材料具有广阔的应用前景，如形状记忆材料、保护涂层、渗透蒸发膜等。
当在离子表面活性剂水溶液中培养时，即使浓度远低于临界光束浓度，带反电荷的多电水凝胶也会通过形成PESC逐渐收缩，Osada及其同事发现，表面活性剂与相反电荷凝胶基质的组合是由离子相互作用引起的，形成静电盐。然后，烷基链与表面活性剂结合，与疏水相互作用，形成稳定的PESC。在合作过程中，表面活性剂的进一步结合使带电基质中和，导致聚集体尺寸增加，含水量急剧下降，通过这种结合，使得PESC水凝胶难以获得优异的力学和高含水量。或者，如果在表面活性剂束存在下合成聚电解质水凝胶，则可以将强大的PESC保持在较低的结合比，这可能导致具有相对较高含水量的硬质水凝胶。
浙江大学研究员吴子良和郑强教授报道，在己烷三甲基氯化铵（CTAC）束存在下，用一锅甲基丙烯酸（MAAc）前驱体溶液制备了一种新型强超分子水凝胶。弱聚电子酸盐和带反电荷的表面活性剂之间形成强而稳定的PESC（物理交联），溶解在水中，得到透明和坚韧的水凝胶。含水率为50~85重量，用塑性力学，拉伸断裂强度为0.1~5MPa，断裂应变为600~1200%，阳模量为1~70MPa。这些水凝胶在拉伸载荷过程中屈服并迫使弹性变形，并且由于凝胶网络的高交联密度和段流动性降低，腔室温度水凝胶处于玻璃状态。pH，离子强度和温度是影响水凝胶力学的主要因素。水凝胶中的疏水纳米结构可以装载疏水药物或荧光分子，用于生物医学和工程目的。该研究发表在国际知名期刊《大分子》上，标题为"具有聚电解质/表面活性剂复合物作为物理交联的塑料状超分子水凝胶"。
水凝胶的制备：以MAAc水溶液为前驱体，在CTAC束存在下自由基聚合，合成聚电解质/表面活性剂络合物（PESC）水凝胶。将适量的CTAC溶解在水中搅拌3 h，得到均匀的胶水溶液;CTAC的浓度远高于临界光束的浓度（室温下为1.6mM）。将指定数量的MAAcs和KPS加入到胶水溶液中，并轻轻搅拌10分钟。因此，将得到的透明溶液注入反应模具中，在60°C下烘箱12小时完成聚合。打开反应池后，将制备的水凝胶浸入大量水中以除去残留的分子和离子。每天换水，在肿胀2周后获得平衡的水凝胶。
平衡水凝胶具有良好的力学性能，含水量为50~85 wt，拉伸断裂应力为0.1~5 MPa，断裂应变为600~1200%，阳模块为1~70 MPa。在约10%的小拉伸应变下观察到典型的屈服，随后是水凝胶的强制弹性变形，由于PESC高度交联的基板的段流动性降低，水凝胶处于玻璃状态。PH，温度和离子强度可以很好地调节水凝胶的塑料状力学。这些动态行为使水凝胶自我恢复和形状记忆。此外，水凝胶中的纳米疏水囊提供了加载功能疏水分子的能力，在荧光材料和药物输送系统中具有广阔的应用前景。
综上所述，通过在CTAC束存在下简单地聚合MAAc水溶液，开发了一种以PESC为物理交联的新型强水凝胶。弱电荷PMAC链与抗电荷表面活性剂之间的静电相互作用协同作用以及表面活性剂长烷基链之间的疏水相互作用导致强键合，使水凝胶具有中等含水量和类似塑性的玻璃状态。水凝胶的液压性能可以通过酸，热和盐处理来调节。非共价相互作用的动态性质和特殊的微观结构使弹性水凝胶具有可调节的自恢复能力，良好的形状记忆性能和加载功能疏水分子的能力，这将拓宽凝胶材料在各个领域的应用。
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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.1c00835