解开分子奥秘：人工智能阐释了最具延展性的水凝胶的形成机制

《Reaction Chemistry & Engineering》：Unraveling the molecular magic: AI explains the formation of the most stretchable hydrogel

本研究合成了一种具有260倍超拉伸性的新型水凝胶，通过优化APS、亚甲基双丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺和聚氧化乙烯等成分。其独特span网络结构由主聚合物网络与可随机断裂的PEO链连接，AI预测揭示了PEO链与羧基的断裂机制，实验通过FTIR光谱验证了该机制

　　

我们合成了一种具有优异伸展性的新型水凝胶，其伸展能力可达原始长度的260倍。该水凝胶的合成过程通过对关键成分（过硫酸铵（APS）、甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺和聚环氧乙烷（PEO）进行系统优化来实现。我们推测这种极强的伸展性源于一种独特的结构——称为“跨度网络”（span network）：在这种结构中，基于二甲基丙烯酰胺的主聚合物网络通过甲基丙烯酰胺相互交联，并由能够发生随机链断裂的线性PEO链连接在一起。由于无法穷尽分析所有可能的反应路径，我们采用基于人工智能的反应预测系统来研究其背后的化学原理。这一方法揭示了一种新的网络形成机制，即PEO链通过易于发生断裂的相互作用将聚合物网络连接起来。这些预测的机制（包括PEO与羧基之间的链断裂反应）通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术得到了实验验证。