将摩擦与模具表面能不同材料对接形成的水凝胶的表面属性关联起来

在摩擦的影响下，生物组织（例如角膜、眼睑或关节软骨）表面覆盖有毛刷状、水合的黏液结构，以减少对组织的剪切应力。为了模拟这些生物组织，我们在不同表面能的模具中合成了具有不同浓度未交联链的聚丙烯酰胺(PAAm)水凝胶。选定的模具材料包括亲水玻璃、聚氧亚甲基(POM)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚四氟乙烯(PTFE)。合成、脱模并水中平衡后，水凝胶表面的弹性模量随着模具水接触角的增加而降低。较柔软、毛刷状的表面在高达10 kPa的压缩压力下并未完全坍塌，相比于其较密、交联的类似物保持了更好的水合状态。具有毛刷状表面的水凝胶的摩擦系数比交联的低一个数量级，这归因于其近表面区域能够在界面处保持更多的液体。较密的交联水凝胶表面的特征速度依赖摩擦与毛刷水凝胶的速度独立摩擦进行了比较，并从（弹性）流体动力润滑、渗透性及剪切诱导的流体动力渗透深度的角度进行了讨论.