凝膠分子遷移率是指分子在凝膠中移動(dòng)的速度或速率，這個(gè)速度或速率受到多種因素的影響，包括分子的物理性質(zhì)（如大小、構(gòu)型和帶電量）、凝膠的濃度、電場(chǎng)強(qiáng)度、緩沖液成分以及溫度等。納米結(jié)構(gòu)則是指材料在納米尺度（1-100納米）上的組織和結(jié)構(gòu)。納米結(jié)構(gòu)對(duì)材料的物理、化學(xué)和機(jī)械性質(zhì)都有顯著影響。在凝膠電泳中，納米結(jié)構(gòu)可能會(huì)影響凝膠的孔隙大小、形狀和分布，從而影響分子在凝膠中的遷移率。

凝膠分子遷移率與納米結(jié)構(gòu)之間存在密切關(guān)系。納米結(jié)構(gòu)通過(guò)影響凝膠的物理性質(zhì)，如孔隙大小、形狀和分布，從而影響分子在凝膠中的遷移率。

低場(chǎng)核磁（LF-NMR）在對(duì)凝膠分子遷移率和納米結(jié)構(gòu)變化方面起到了重要作用。例如，低場(chǎng)¹H核磁共振技術(shù)是一種通過(guò)自旋-自旋弛豫時(shí)間（T₂）監(jiān)測(cè)氫原子運(yùn)動(dòng)能力變化的有力工具。可以幫助我們深入了解離子凝膠的納米結(jié)構(gòu)變化。

東華大學(xué)武培怡/孫勝童團(tuán)隊(duì)通過(guò)紐邁分析低場(chǎng)核磁氟譜、SAXS、紅外、分子模擬等表征手段分析了離電液晶彈性體纖維電導(dǎo)率急劇增強(qiáng)效應(yīng)的機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)，離子電導(dǎo)率提升主要發(fā)生在后軟彈性區(qū)間（post-soft elasticity，應(yīng)變>200%）。由于剛性液晶基元密堆積導(dǎo)致離子液體與液晶彈性體網(wǎng)絡(luò)相容性變差，從而發(fā)生微弱的相分離，并形成了沿拉伸方向高度有序且相互貫通的離子納米通道。從下圖C中我們可以發(fā)現(xiàn)核磁結(jié)果證明應(yīng)變>200%的樣品出現(xiàn)了大量的弱結(jié)合作用的離子液體存在于大空隙的離子通道內(nèi)。這些離子通道起到了類似 “泳道”的作用，使得離子（主要是PF6陰離子）這些“運(yùn)動(dòng)員”可以以最短時(shí)間通過(guò)。

圖1 離電液晶彈性體纖維電導(dǎo)率增強(qiáng)效應(yīng)的結(jié)構(gòu)解析。

該研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)離子傳導(dǎo)迂曲度（tortuosity）調(diào)制，設(shè)計(jì)了一種具有超高力學(xué)韌性的離電液晶體彈性體纖維（LonoLCE），實(shí)現(xiàn)了離子電導(dǎo)率隨拉伸上千倍的提升。可拉伸離子導(dǎo)體是模擬彈性生物組織離子傳輸?shù)闹匾牧希纱税l(fā)展形成的“可拉伸離電學(xué)”在人造肌肉、仿生皮膜、軟體機(jī)器人、可拉伸儲(chǔ)能等領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。