大多数水凝胶在零度以下结冰，致使性能下滑，应用受限。冷藏保护剂被广泛应用于提升水凝胶的抗寒性能;但是，也有缺点网校头条，如网路变化，机械性能减少，以及在水条件下高温保护剂泄露的风险。

基于此，四川学院郑强院士、吴子良研究员团队与上海理工学院材料大学贺志远院长合作报导了一种具有固有抗寒能力、超高温下优异光学和机械性能的玻璃态水凝胶。由聚丙烯丙酯-羟基丙烯酸制备的超分子水凝胶，具有中等的含水量(约50wt%)和密集的构象缔合，在温度下呈玻璃态。因为官能团随着气温的增加而提高，该凝胶显得更强、更硬，但仍具有延伸性，杨氏挠度为900MPa，伸长率硬度为30MPa，在-45℃时破裂应变为35%。这些凝胶虽然在液氮中也能保持高透明度。因为甲基团簇的存在，它还显示出奇特的磷光，在零度以下气温下进一步提高。进一步的研究表明，这些固有的抗寒性与大多数水份子被紧密地禁锢在玻璃态基质中而显得不可冻结有关。以上研究以“IntrinsicAnti-FreezingandUniquePhosphorescenceofGlassyHydrogelswithUltrahighStiffnessandToughnessatLowTemperatures”为题发表于AdvancedMaterials上。

该凝胶含水量约50wt%，温度下具有优异的热学性能。该凝胶在液氮中仍保持高度透明，表明具有优异的抗寒性能。相比之下，相同含水量的聚丙烯丙酯凝胶（PAAm）在高温下迅速结冰发白，热学性能变脆。在温度下玻璃态凝胶内部的水份子已处于高度受限状态，进而抑制高温下冰核的产生；高温下仅有少量的水结冰，远高于常规PAAm水凝胶。这是因为（1）凝胶网路中有大量官能团结合位点，增加了水份子的运动能力；（2）高温下电负性进一步提高，玻璃态网路的限域效应阻挠水份子成核结冰，因而处于不可冻状态，微量的自由水无法提供链段运动所需的自由容积，水凝胶因此在温度下仍处于玻璃态。网路玻璃态与抗寒性能的关联性，为本征抗寒水凝胶的制备提供了新根据。

据悉，P(AAm-co-MAAc)水凝胶因为官能团缔合体中甲基造成的簇发光，具有独到的高温发光行为。当气温从50℃降低到-80℃时，该凝胶的磷光硬度与寿命明显降低。这是由于，随着气温骤降，电负性日渐提高，链段运动能力下滑，进而抑制了非幅射跃迁，增强了发光效率。

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