高分子凝胶化通过两类交联方式实现：
物理交联：依赖氢键、范德华力等可逆相互作用，如纤维素氢键网络在溶剂置换后重构形成凝胶[2]
化学交联：通过引发剂激活永久性共价键形成，包括光引发（紫外光激活丙烯酸酯基团聚合）[1]、热引发（加热促进硅酸盐缩聚）[2]、酶催化（转谷氨酰胺酶介导蛋白质交联）
相分离型交联是新型交联机制，2023年研究证实光偶联反应可在聚乙二醇/透明质酸体系中形成模量差异的互穿网络，透明质酸含量在0.04-0.30质量比区间时，材料韧性提升至138.0 MJ/m3[1] 。
线性高分子交联形成凝胶包含三个阶段：
溶胶制备：高分子溶解后形成胶体分散体系，加水量（R值）需控制在0.5-1.0以维持热力学稳定[2]
缩聚反应：羟基、羧基等官能团发生水解-缩合反应，逐步构建三维网络结构[2]
凝胶转化：当交联密度达到临界点（凝胶点），粘度趋向无限大，体系失去流动性形成弹性固体[2]
动态流变分析证实，凝胶点对应储能模量（G'）与损耗模量（G''）的交点，此时G'开始主导材料响应[2] 。
催化剂类型：酸催化形成低交联密度凝胶（孔径较大），碱催化则产生致密网络[2]
溶胶浓度：浓度高于20 wt%时胶凝时间缩短至30分钟内，但易产生结构不均匀缺陷[2]
分子量分布：高分子量聚乙二醇（≥10 kDa）通过阶梯式增长形成高弹性凝胶，低分子量体系则倾向链式增长交联
原子力显微镜：可观测到聚乙二醇网络中50-200 nm相分离结构及界面结合强度梯度特性[1]
红外光谱：壳聚糖凝胶在1550 cm-1处出现酰胺II带特征峰，证实氨基质子化交联
扫描电镜：海藻酸盐-Ca2+凝胶呈现100-500 μm多孔结构，孔径与交联剂浓度成反比
药物控释系统：壳聚糖/海藻酸水凝胶通过pH响应性交联网络实现靶向缓释，载药率可达85%以上
细胞培养支架：聚乙二醇水凝胶的网格尺寸可调节为5-50 μm，匹配不同细胞迁移需求
柔性电子器件：溶胶-凝胶法制备的硅基气凝胶介电常数低于1.1，适用于高频信号传输基材[2]
凝胶化的图片