综述：导电水凝胶：作为下一代柔性可穿戴电子系统的材料

《Polymer Engineering & Science》：Conductive Hydrogels as Next-Generation Materials for Flexible and Wearable Electronic Systems

导电水凝胶（CHs）兼具软性、可拉伸性和高含水量，整合传统水凝胶与电导率特性，适用于柔性电子和生物集成设备。本文系统评述CHs的设计策略、合成方法及结构创新，涵盖金属纳米结构、碳基材料、离子载体及导电聚合物等导电元素的复合机制与电荷传输机理，重点分析抗冻性、自愈能力、组织粘附等多功能特性对实际应用的影响。应用部分探讨CHs在可穿戴传感器、能量存储及摩擦纳米发电机中的前沿进展，总结当前挑战与未来方向，包括规模化制备、可持续材料体系及智能功能开发，为跨学科研究提供指导。

　　

摘要

导电水凝胶（Conductive Hydrogels, CHs）是一类具有广泛应用前景的多功能材料，它们结合了传统水凝胶的柔软性、可伸展性和高含水量，同时具备现代电子应用所需的导电性。这类材料能够完美适应动态的生物界面，并保持稳定的电化学性能，因此成为下一代柔性可穿戴设备的理想选择。本文全面而深入地分析了导电水凝胶的最新研究进展，重点探讨了其设计策略、合成方法以及结构创新，这些因素显著提升了其电学、机械和环境性能。文章讨论了多种导电成分，包括金属纳米结构、碳基纳米材料、离子物种以及本征导电聚合物，并阐述了它们在混合网络形成和电荷传输机制中的作用。特别强调了导电水凝胶的多功能特性，如抗冻性能、自修复能力、组织粘附性和长期稳定性，这些特性对于实际应用至关重要。应用章节分析了导电水凝胶在可穿戴应变传感器、能量存储系统和摩擦电纳米发电机中的应用，展示了当前设备的先进性能和集成技术。最后，本文指出了当前面临的主要挑战和未来的发展方向，强调了开发可扩展的制造方法、可持续材料体系以及智能功能的重要性。本文旨在为跨学科研究提供指导，推动导电水凝胶在软电子、生物集成技术和人机交互领域的应用。

利益冲突

作者声明不存在任何利益冲突。