天然关节软骨在关节活动中展现出优异的承载与润滑性能，即使在极端工况下仍能维持极低的摩擦系数^[1-2]，然而，一旦发生病变或磨损，关节软骨往往难以自我修复，从而导致功能丧失。因此，开发仿生关节软骨材料成为临床上的迫切需求。近年来，具有高承载、低摩擦特性的仿生层状水凝胶润滑材料因其结构与生物组织相似，被视为理想的关节软骨替代材料^[3]。尽管如此，如何可靠地复现天然软骨的优异性能，仍是该领域面临的重要挑战。天然关节软骨卓越的润滑与承载性能主要源于其精细的层状结构及生物大分子之间的协同作用^[4-5]，受此启发，本研究采用表面引发的零价铜介导可控自由基聚合（SI-Cu⁰CRP）技术，在高强度水凝胶基底表面接枝聚合物刷，构建出水凝胶/聚合物刷层状复合润滑材料。该材料兼具优异的润滑性、高承载能力和耐磨性能。具体制备过程包括：首先制备纯物理交联的包埋有原子转移自由基聚合（ATRP）引发剂的高强度的聚乙烯醇/单宁酸水凝胶基底；随后在微升级单体溶液中通过SI-Cu⁰CRP技术在其表面接枝亲水性聚合物刷，形成具有明确层状结构的复合润滑材料。顶层的聚合物刷通过水化作用提供持续润滑与抗磨性能，底层的高强度水凝胶则赋予材料优异的承载能力、抗膨胀性和变形恢复性。实验结果表明，所制备的仿软骨水凝胶/聚合物刷层状复合材料在高接触载荷（10 N）下表现出稳定且极低的摩擦系数（COF ≈ 0.017），并在80,000次循环摩擦测试后未出现明显磨损，显示出良好的长期耐用性。本研究为仿生软材料的设计提供了一种新的技术路径，特别是在模拟天然软骨低摩擦特性方面展现出广阔的应用前景。
 

仿生润滑,水凝胶,聚合物刷