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      導(dǎo)電水凝膠由于其特定的固體和液體狀結(jié)構(gòu)的協(xié)同優(yōu)勢(shì)，已被用作可穿戴設(shè)備和電子皮膚，并不斷的引起廣泛的研究興趣。在各種類型的導(dǎo)電水凝膠中，基于離子的導(dǎo)電水凝膠可以通過離子導(dǎo)電路徑的變化表現(xiàn)出有效的應(yīng)變傳感，并且它們通常是透明的，這允許光學(xué)性能變化的可視化。然而，在最近報(bào)道的離子導(dǎo)電水凝膠中，缺乏對(duì)高度透明水凝膠的光學(xué)性質(zhì)的廣泛研究和實(shí)際應(yīng)用。盡管一些研究涉及到具有不同功能的各種導(dǎo)電水凝膠的制備，但大多數(shù)只關(guān)注其穩(wěn)定的導(dǎo)電性、高靈敏度和組織狀結(jié)構(gòu)，而忽略了這些多功能水凝膠的透明性。

     高度透明的導(dǎo)電水凝膠是研究從透明到混濁的光學(xué)性質(zhì)變化的潛在候選物，上海交通大學(xué)陳玉潔/李華團(tuán)隊(duì)等人創(chuàng)新性地將離子導(dǎo)電水凝膠的透明性與有機(jī)水凝膠中疏水聚合物鏈引起的抗溶脹和宏觀變化現(xiàn)象結(jié)合起來，制備了在多種環(huán)境中具有優(yōu)異的機(jī)械性能和獨(dú)特的行為（信息識(shí)別和加密）和機(jī)械感測(cè)的離子有機(jī)水凝膠，并研究了它們的潛在應(yīng)用。相關(guān)工作以“Ionic Conductive Organohydrogels with Dynamic Pattern Behavior and Multi-Environmental Stability  ”于近期發(fā)表在Advanced Functional Materials上，引起了廣泛的關(guān)注。

制備的有機(jī)水凝膠的結(jié)構(gòu)示意圖和機(jī)理性能圖

文章亮點(diǎn)：

1. 通過在二元溶劑體系(水和二甲基亞砜溶液)中引入共價(jià)交聯(lián)的疏水鏈(MEA)和親水鏈(丙烯酸，AA)，設(shè)計(jì)并制備了離子導(dǎo)電有機(jī)水凝膠，該水凝膠在多種環(huán)境(水和油以及干旱和結(jié)冰條件下)中表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械性能、信息識(shí)別行為(信息讀取、寫入和加密)和突出的機(jī)械敏感性能。在宏觀尺度上，由于親水鏈段和疏水鏈段在不同溶劑中的狀態(tài)不同，有機(jī)水凝膠在水中迅速由透明變?yōu)榛鞚?，形成可見的微相分離和疏水締合。根據(jù)可變和可調(diào)節(jié)的光學(xué)性質(zhì)，有機(jī)水凝膠可以實(shí)現(xiàn)信息讀取、寫入和進(jìn)一步加密的功能應(yīng)用。

水凝膠透光性變化

信息存儲(chǔ)

2. 由于雙重網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)金屬-羧基相互作用，水凝膠可以拉伸到864%，最大應(yīng)力為83.6Kpa。基于二甲基亞砜和水之間的協(xié)同作用，有機(jī)水凝膠具有優(yōu)異的抗凍性(-90℃至20℃)和顯著的保濕性(15天后為76%)。該有機(jī)水凝膠具有高應(yīng)變傳感能力，靈敏度高且范圍廣，可應(yīng)用于人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和生理信號(hào)監(jiān)測(cè)，此外，它還可以在冰凍和干旱條件下以及在油和水環(huán)境中保持穩(wěn)定的機(jī)械傳感性能,有望應(yīng)用于惡劣環(huán)境，如寒冷的冬天、沙漠、水下和石油勘探。

水凝膠機(jī)械性能