北京航空航天大学化学学院刘明杰教授团队综述了近年来高度取向纳米复合结构水凝胶的最新研究进展。综述从仿生角度出发，根据生物体软组织高度取向结构指导取向纳米复合水凝胶的设计策略。在生物体中，为实现对运动行为的控制，软骨不仅需要有较高的支撑强度，还应具有优异的定向减震、润滑等功能；肌肉通过一维方向上的收缩带动关节，这些都需要通过取向结构和各向异性力学性能的有效协同作用。在水凝胶体系中，通过引入不同维度的纳米响应基元，利用磁场、电场、机械力、定向冷冻、自组装等策略有效诱导取向，获得大尺度范围内，三维长程有序的取向结构；通过原位的聚合反应形成交联的高分子网络以锁定取向结构，制备取向结构纳米复合水凝胶。

文章中不仅总结了取向结构纳米复合水凝胶的制备策略，也对比了不同策略间的优势和挑战，比如如何更加精确的制备取向结构、大规模制备问题等。同时，文章还对取向结构复合水凝胶各向异性的力学、光学性能、刺激响应性及生物学特性等性质及其应用进行了详细的阐述。结合这些优异的性能，取向结构复合水凝胶将在生物组织工程领域、材料领域、柔性器件等领域有着广阔的应用前景。