抗溶胀导电水凝胶的设计及其应用

雷通达1，段星茹1，冯亚亚1，李冬鹏2，范杰1，张青松2，3，4（1 天津工业大学 纺织科学与工程学院；2 天津工业大学 材料科学与工程学院；3 天津工业大学 先进分离膜材料全国重点实验室；4 烟台南山学院 纺织与服装学院）

摘要：水凝胶是一种由聚合物组成的具有三维网络结构的软材料，由于其具有良好的柔韧性、弹性、高吸水性、生物相容性以及与生物组织的相似性，已被广泛应用于环境工程和生物医学等领域。与传统水凝胶相比，导电水凝胶还具有优异的导电性，这使其在远程健康监测、人体运动检测、电子皮肤、人机界面和软机器人等新兴领域显示出巨大的潜力。因此，近年来人们致力于开发多种性能的导电水凝胶并探索其在各种领域中的应用。目前，根据传输介质的不同，导电水凝胶可以分为电子导电水凝胶和离子导电水凝胶。通常，导电水凝胶可以通过将导电材料掺入水凝胶基质中来制备。然而，随着对水凝胶研究的不断深入，人们对导电水凝胶的性能要求也不断提高，特别是水凝胶的抗溶胀特性。在液相环境中不必要的溶胀会导致水凝胶的力学性能、电导率降低，并且伴随着传感信号的失真。因此，迫切需要制备兼具良好导电性和抗溶胀性能的导电水凝胶。本综述首先对不同类型的导电水凝胶的制备方法进行了讨论。其次，讨论了几种构建抗溶胀导电水凝胶的策略，包括超分子水凝胶、双网络水凝胶等。最后，介绍了抗溶胀导电水凝胶的主要应用领域。

关键词：导电水凝胶；抗溶胀性；柔性传感器；可植入电子设备