价态可调控多价可逆凝胶的非指数黏弹性弛豫

由端官能团聚合物经可逆交联剂连接而成的凝胶，是设计生物相容性黏弹性材料的通用平台。其在阶跃应变下的线性响应，在使用低价态交联剂时表现出快速的近指数弛豫；而更大的超分子交联剂则带来慢得多的动力学，涉及宽泛的时间尺度分布，其物理起源仍有争议。本文提出一个模型：稀 regime 下聚合物凝胶的弛豫源于相邻两个交联剂间连接键全部断开的基元事件。更大的交联剂允许其间存在更大的平均键数，但也产生更多异质性。我们解析刻画了由此产生的弛豫时间尺度分布，并精确复现了金属配位水凝胶在多种交联剂尺寸（包括离子、金属有机笼及纳米颗粒）下的应力弛豫测量。我们的方法足够简单，可推广至任意交联剂尺寸，从而可用于复杂黏弹性材料的理性设计。