新国大翟玮《Adv. Mater.》: 强韧、高灵敏导电水凝胶，强受力环境依然能够实现传感！

导电水凝胶因其具有出色的可拉伸性和传感能力，在可穿戴电子设备和软机器人领域得到广泛应用。然而，目前大多数导电水凝胶只能在较为温和的条件下使用，如手指运动感应、面部表情监测和喉部声音感知等。为了在更具挑战性的环境中发挥作用，导电水凝胶需要具备更强的机械强度，以保持其在强受力环境中依然保持优异的传感能力和结构稳定性。

近日，新加坡国立大学的翟玮助理教授团队，通过集合了自组装和拉伸训练的简单策略，制备了一种强韧的导电多级结构PEDOT:PSS/PVA有机水凝胶（PPS有机水凝胶）。PPS有机水凝胶具有PVA/PEDOT:PSS层装结构和排列的PVA/PEDOT:PSS纳米纤维、PVA和PEDOT:PSS纳米晶域以及半互穿网络结构，表现出出色的机械性能（强度：54.8 MPa，韧性：153.97 MJ/m3）。此外，由于排列有序的多级结构和DMSO有机液相的溶剂组成，PPS有机水凝胶还展现出强大的传感性质（GF：983）。凭借这种优异的机械和传感性能，即使承受着约23MPa的拉伸强度，有机水凝胶也可以检测到轻至1克的物体。通过将这些材料应用于人机交互，例如控制抓取物体的人工臂和监测足球训练中的运动行为，为这些高性能的多级有机水凝胶开辟了新的可能性领域。该研究成果以“Highly Robust Conductive Organo-hydrogels with Powerful Sensing Capabilities under Large Mechanical Stress” 为题发表在《Advanced materials》，论文第一作者是李天博士以及戚浩波博士研究生。

图 1 PPS有机水凝胶制备方法以及形貌。

图2 材料的综合力学性能。

图3 力学增强机理。

图4 材料的电学以及传感性质。

图5 将水凝胶用于人机交互进行物品抓取。

图5 将水凝胶制备成电子护带用于检测足球运动中的训练情况。

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