高强度水凝胶在可穿戴器件、组织工程等领域有着巨大的应用潜力。近二十年来,科学家们基于能量耗散机制开发出多种增强凝胶力学性能的策略。但这些增强策略的实施往往使凝胶制备过程变的复杂。其次,由于能量耗散过程中断裂网络难以高效重建,高强度水凝胶在形变后容易疲软,很难自发恢复至其初始状态,这直接导致水凝胶在循环使用后的力学性能大打折扣。因此,发展简单有效地水凝胶增强策略及提高水凝胶的弹性恢复能力是十分必要的。除此之外,水凝胶这类含大量水的软物质在使用过程中极易遭受损伤,致使其丧失原有的力学强度和功能。赋予水凝胶自修复能力是提高水凝胶的性能可靠性及延长其使用寿命最有效地方法之一。然而,自修复材料的交联作用力是动态可逆的,致使凝胶网络强度较弱;高强度水凝胶的链段运动受限,使自修复难以实现。“高力学强度”和“高效修复性能”对水凝胶材料来讲好比鱼和熊掌,难以兼得。本论文针对上述问题,以制备新型高力学强度水凝胶并提高其性能可靠性和延长其使用寿命为目标,通过对聚合物链间作用力的调控以及凝胶网络中微相结构的设计,发展了一系列简单有效地增强水凝胶力学强度和弹性的策略,进一步地,赋予高强度水凝胶快速、高效的自修复能力,并对其功能化进行初步探索,研究内容包括以下三个部分:1.通过简单的干燥-再溶胀的方法,实现了高强度、高弹性双网络（DN）水凝胶的制备。将聚乙烯醇（PVA）通过氢键结合到共价交联的聚丙烯酰胺网络（PAAm）中得到PAAm-PVA复合水凝胶,然后将其干燥并在水中重新溶胀,以此诱导PVA结晶网络的原位形成,得到结晶作用增强的DN水凝胶。该水凝胶的断裂拉伸强度和压缩强度分别是PAAm-PVA复合水凝胶的8.6和4.4倍。2.通过弱电解质单体丙烯酸（AA）和中性单体甲基丙烯酸聚乙二醇酯（MPEG）在支化聚乙烯基亚胺（PEI）水溶液中的一步自由基聚合,制备了一类新型的具有高强度、高韧性及优异弹性恢复性能的水凝胶。原位生成的聚电解质复合物纳米粒子赋予水凝胶高达4.7 MPa的断裂强度及32.6 MJ m^-3的韧性值,且形变后的水凝胶在室温下可快速恢复至其初始状态。3.通过在凝胶内部构筑动态可逆的刚性纳米疏水相区,制备了同时具有高力学强度、高弹性及高效自修复能力的水凝胶。将4-对甲酰基苯甲酸在DMSO中接枝到PVA上,然后将该溶液相继浸泡在乙醇和水中进行透析得到氢键和疏水作用协同交联的水凝胶。动态刚性纳米疏水相区大幅度提升了水凝胶的力学强度（5.8 MPa）和弹性恢复能力,还使得水凝胶在室温下可快速修复损伤,修复效率接近100%。