大多数水凝胶在零度以下的温度下会被冻结，导致性能下降，应用受到限制。为了提高水凝胶的抗冻性能，人们大量使用了低温保护剂；然而，低温保护剂也有其缺点，如网络变化、机械性能降低以及在水溶液条件下低温保护剂泄漏的风险。本文报告的玻璃态水凝胶在超低温条件下具有内在的抗冻能力和优异的光学与机械性能。含水量适中（≈50 wt.%）、氢键结合紧密的聚（丙烯酰胺-共甲基丙烯酸）超分子水凝胶在室温下呈玻璃态。由于氢键会随着温度的降低而加强，这种凝胶会变得更强、更硬，但仍具有延展性，其杨氏模量为 900 兆帕，拉伸强度为 30 兆帕，在 -45 °C 时的断裂应变为 35%。这种凝胶即使在液氮中也能保持高透明度。由于羰基团簇的存在，它还表现出独特的磷光性，在零下温度时磷光性进一步增强。进一步的研究表明，这种固有的抗冻特性与大多数水分子被紧密结合并限制在玻璃状基质中从而变得不冻有关。这种相关性已在多个系统中得到验证，为开发内在抗冻水凝胶提供了一个路线图，以便在极端条件下广泛应用。