8月21日消息，Arturo Moncho-Jordá（西班牙格拉纳达大学）、Alessandro Patti（英国曼彻斯特大学）、Fabián A. García-Daza与Alejandro Cuetos（西班牙胡安卡洛斯国王大学）合作，8月20日在预印本平台arXiv发布温敏微凝胶的非平衡溶胀动力学理论框架。温敏微凝胶可随温度改变溶剂性质而发生大幅可逆的尺寸变化，是药物控释载体、微反应器、智能分离材料的热门候选，但其溶胀/去溶胀动力学预测长期缺乏统一理论——聚合物体积分数、力学响应与溶剂输运在大体积变化过程中耦合演化，传统模型难以自洽处理。

新提出的"溶剂通量理论"将微凝胶视为球形颗粒，其半径变化速率由颗粒边界两侧渗透压不平衡驱动，同时受水在聚合物网络中输运的阻力制约，由此导出关于全局溶胀坐标的非线性方程及依赖状态与温度的溶胀扩散系数D_SW(φ,T)。在线性响应区，该理论自然回归经典的Tanaka-Fillmore指数弛豫并给出弛豫时间标度τ~R²γ/K（γ为聚合物-溶剂摩擦系数、K为体模量），且为γ提供了微观解释；超越线性区后，模型保留二次尺寸标度，同时纳入状态相关的输运与力学性质。

针对研究最充分的pNIPAM（聚N-异丙基丙烯酰胺）微凝胶，理论预测出不对称路径：同一温度区间内去溶胀快于溶胀。有限热化则在"微凝胶控制"与"热化控制"两种机制间引入交叉——表观弛豫时间随外部热化时间线性增长，并在半径-温度平面出现类滞后回线。基于Smoluchowski方程的随机扩展进一步预言：塌缩过程中半径分布出现瞬态展宽，涨落在体积转变区达到峰值。

该工作把溶剂输运、非线性溶胀动力学、热化效应与非平衡尺寸涨落纳入同一框架，为按需设计响应速率与循环稳定性的智能微凝胶材料提供了可计算的定量依据。 （来源：arXiv）