由于水凝胶（hydrogel）力学性能较差，所以限制了其在生物医学领域的应用。但是科研人员通过新方法构架聚合物分子，目前可以大大增强水凝胶的力学性质。
其中一种方法是利用在聚合物链上可自由滑动的O形交联环作为可控制交联点来拓扑形水凝胶，即所谓的利用“滑轮效应”减小交联网络中的内应力，大大增强水凝胶的力学性质。模型如下图：
上图来源日本科研人员近期发表的论文（Abu Bin Imran, et al. “Extremely stretchable thermosensitive hydrogels by introducing slide-ring polyrotaxane cross-linkers and ionic groups into the polymer network.” Nature Communications. DOI: 10.1038/ncomms6124）
通过这种方法制备的新型水凝胶，吸水能力极强，可以达到自身重量的620倍，并且材料具有极强的拉伸缩性能和机械强度，拉伸、压缩、缠绕和打结都不会轻易断裂，用刀也不容易切断，而且对温度和PH具有响应性（因为有NIPA）。
这一方法有望为制备具有优异力学性能的水凝胶材料提供参考，促进水凝胶材料在生物医学领域的应用，比如人造软骨和人造肌肉。