北海道大學龔劍萍教授團隊研究人員開發出一種策略來制造材料，這些材料在模仿骨骼肌生長的機械壓力下變得更強。他們的研究結果發表在《科學》雜志上，可以為長效材料鋪平道路，這種材料可以根據周圍環境進行調整和加強。
該策略的靈感來自使人類骨骼肌變得更強壯的過程。例如，在健身房進行力量訓練后，肌肉纖維會分解，從而促進新的，更強壯的纖維的形成。要做到這一點，肌肉必須提供氨基酸，蛋白質的構建塊，它們連接在一起形成肌肉纖維。
北海道大學龔劍萍教授研究團隊開發了一種采用“雙網水凝膠”的策略，模仿骨骼肌的構建過程。
雙網水凝膠是一種柔軟但堅韌的材料，由約85％（重量）的水和兩種類型的聚合物網絡組成：一種是剛性和脆性，另一種是柔軟和可拉伸的。
研究小組將一種雙網絡水凝膠放入含有分子的溶液中，這些分子稱為單體，可以連接形成稱為聚合物的較大化合物。該解決方案模擬了攜帶氨基酸的血液循環到骨骼肌的作用。
對水凝膠施加拉伸力（拉伸）會使其一些剛性和脆性聚合物鏈斷裂。這導致在破碎的聚合物鏈的末端產生稱為“mechanoradicals”的化學物質。這些機械裝置可以觸發從周圍溶液吸收到水凝膠中的單體與聚合物網絡的連接，從而強化材料。
隨著連續拉伸，更多的分解和積聚發生，類似于進行力量訓練的骨骼肌。通過這一過程，水凝膠的強度和剛度分別提高了1.5倍和23倍，聚合物的重量增加了86％。該團隊還能夠通過使用改變凝膠對熱的反應的特定單體來定制材料對機械力的響應;在高溫下加熱，凝膠表面變得更耐水。
研究人員表示，他們的工作可以幫助開發自我生長的凝膠材料，用于骨骼損傷患者的靈活外科手術;這些套裝在使用得越多就越有可能變得越來越強大。龔教授解釋說：“由于許多類型的DN凝膠具有相似的機械特性，因此該工藝可應用于各種凝膠，擴大了潛在應用范圍。”
