做过胃肠镜和插过导尿管的人都会知道，硬塑料橡胶在人体柔软组织中拖动摩擦所带来的痛苦。而且，导尿管等医疗器械表面容易粘附细菌、生长异物。这些问题困扰着全球几千万人。水凝胶柔软多水，表面光滑抗菌，是和人体接触的最好界面。可是怎么让各种医疗仪器，例如导尿管、内窥镜等附上一层足够厚又耐用的水凝胶涂层?该问题一直是医疗仪器和软材料领域的一大挑战。

MIT赵选贺团队在2015年首次提出了水凝胶坚韧粘附的机理 (图1aNature Materials15， 190-196 (2016))： 水凝胶本体要足够坚韧和有耗散性，而且水凝胶和黏附物间要有足够强的链接。使用该机理，赵选贺团队在2016年首次实现了水凝胶和各种医用塑料橡胶材料的坚韧粘附 (图1bNature Comm7， 12028 (2016))， 并在2017年首次实现了对简单形状医疗仪器的坚韧水凝胶涂层 (Advanced Healthcare Materials6， 1700520 (2017))。可是医疗仪器通常都有复杂的形状，其内外表面都可能不平整 (图1c)。

在复杂形状医疗仪器上如何实现柔软、耐用和足够厚的水凝胶涂层(图1c)?MIT赵选贺团队和华中科技大学臧剑锋团队合作给出了答案： 让复杂医疗仪器表面长出一层可控厚度的柔软耐用的水凝胶皮肤。论文发表在Advanced Materials上(1807101 (2018))，华中科技大学臧剑锋团队青年教师喻研，MIT博士生Hyunwoo Yuk，German Parada为论文共同第一作者，MIT赵选贺教授为论文通讯作者。

现有的方法例如浸渍涂布法等很难得到均匀厚度的水凝胶涂层，不适用于医疗仪器内表面和复杂表面。合作团队提出了一个全新的方法。他们将现有的医疗仪器材料 (硅橡胶，聚氨酯，聚氯乙烯，丁腈橡胶，乳胶等)的表面10~100微米通过等离子处理和溶胀渗透变得稀疏亲水。然后让水凝胶在这10~100微米的变性层中生长，形成天然的双网络水凝胶结构 (图2)(注：双网络坚韧水凝胶由Jianping Gong教授提出，并非本工作原创，Advanced Materials15，1155，(2003))。双网络水凝胶坚韧有耗散性，同时水凝胶层和医疗仪器间保持了强链接，符合水凝胶坚韧粘附的机理 (图1aNature Materials15， 190-196 (2016))。

该方法可以让市面上买到的医疗仪器表面直接长出柔软耐用的水凝胶皮肤，简单、实用、安全、高效。另外水凝胶皮肤可以在干燥的状态下储存，使用前直接润湿， 不影响效果。

该方法既可以在宏观尺度的具有复杂形状的高分子表面上制备水凝胶皮肤，也可以在微观尺度的具有复杂形状的高分子表面上制备水凝胶皮肤。如图3a所示，我们在厘米尺寸的“八角桁架”形硅橡胶上均匀制备了一层水凝胶皮肤。并且，如图3b所示，我们在具有微米级 “沟槽”的硅橡胶微流控芯片上均匀制备了一层水凝胶皮肤。(通过对水凝胶皮肤进行绿色染料的扩散，可以清楚地看到整个表面被水凝胶皮肤完全覆盖)

同时，该方法还能够便捷地对水凝胶皮肤的厚度和粗糙度等进行控制，从而满足不同的应用需求。我们仅仅通过在“单体水溶液”中添加/不添加微量链转移剂(其它工艺完全一致)，就可以得到厚度和粗糙度具有显著区别的水凝胶皮肤。