双网络颗粒水凝胶（Double-Network Granular Hydrogels，DNGH）是一种新型的水凝胶材料，结合了双网络水凝胶的高机械强度和颗粒水凝胶的可加工性。这种材料通过将微米或纳米级的水凝胶颗粒组装成宏观结构，并在颗粒间形成双网络交联，从而实现优异的力学性能和多功能特性。
结构与制备
DNGH的制备通常包括以下步骤：首先，合成具有特定化学组成和物理性质的水凝胶微粒；然后，将这些微粒通过物理或化学方法组装成宏观结构；最后，通过引入第二网络的交联，形成双网络结构。这种双网络结构通常由一个刚性网络和一个柔性网络组成，前者提供强度，后者提供韧性。
性能特点
由于双网络结构的协同作用，DNGH表现出以下优异性能：
高机械强度和韧性：双网络结构使DNGH具有优异的抗拉伸和抗压缩性能，能够承受较大的变形而不破裂。
自愈合能力：某些DNGH通过引入动态共价键或非共价相互作用，具备自愈合特性，延长材料的使用寿命。
可调控的物理化学性质：通过调整颗粒的组成、大小和交联密度，可以精确控制DNGH的溶胀行为、渗透性和生物相容性。
应用领域
DNGH在多个领域展现出广阔的应用前景：
生物医学工程：由于其优异的力学性能和生物相容性，DNGH可用于组织工程支架、药物控释系统和伤口敷料等。
柔性电子器件：DNGH的柔韧性和导电性使其适用于可穿戴传感器和柔性显示器等领域。
环境工程：利用DNGH的吸附特性，可用于水处理和污染物去除。
研究进展
近年来，关于DNGH的研究取得了显著进展。例如，武汉大学周金平教授课题组系统总结了多糖基双网络水凝胶的研究进展，探讨了其在生物医用和能源储存与转化等领域的应用。
此外，湖南大学王建锋教授团队开发了高阶双网络水凝胶，拓展了双网络结构的长度尺度，提升了材料的力学性能。
综上，双网络颗粒水凝胶作为一种新兴材料，结合了高机械性能和多功能特性，在生物医学、柔性电子和环境工程等领域具有广阔的应用潜力。未来的研究将进一步优化其结构设计和制备工艺，以满足不同领域的需求。