综述：柔性传感材料的合成方法

这篇综述系统总结了用于电化学柔性传感器的先进柔性材料合成方法，重点探讨了水凝胶（hydrogels）、离子凝胶（ionogels）和无液体离子导电弹性体（LFICE）的制备策略与性能优化，并展望了其在医疗、机器人、海洋监测等领域的应用前景。文章深入分析了材料导电性、机械性能和环境稳定性的平衡机制，为下一代柔性电子器件开发提供了重要参考。

　　

柔性传感材料的合成与应用进展

引言

化学传感器作为将化学信息转化为可分析信号的关键器件，其发展正经历从刚性到柔性的革命性转变。电化学柔性传感器凭借低成本、易操作和小型化优势，在智能医疗、智能家居和机器人领域展现出巨大潜力。这类传感器通常由基底单元、传感单元、决策单元和电源单元构成，通过压电、电阻或电容等机制实现对外界刺激的响应。

柔性材料的合成

水凝胶的合成策略
水凝胶因其可调的机械性能、自修复能力和与人体皮肤匹配的弹性，成为柔性传感器的理想材料。其三维亲水聚合物网络可通过四种主要策略赋予导电性：

1. 离子导电水凝胶（ICHs）：通过溶解离子盐（如LiCl）实现导电性。Zhang团队开发的PAM/SA/LiCl半互穿网络水凝胶，通过双重氢键和离子相互作用显著提升抗冻性能；Li等利用DMSO-水共溶剂体系制备的PVA/CNF/Al³⁺
   水凝胶，在-50°C至50°C范围内保持稳定性。
2. 电子导电水凝胶（ECHs）：通过引入导电填料（如碳纳米管）或原位聚合导电聚合物（如聚苯胺）构建。Zhao团队开发的AA/MPC/TA水凝胶兼具粘附性和生物相容性，而Yue等通过石墨烯功能化制备的AA/rGO-AM水凝胶表现出快速电子自修复特性。

离子凝胶的创新设计
离子凝胶通过固定化离子液体（如[BMIM][BF₄
]）克服了传统水凝胶的泄漏问题。Du团队开发的PVA/IL/PA凝胶利用多重氢键实现自修复；Rong等合成的VBIm-NTf₂
基聚合物离子液体凝胶（PILG）在高温和水中均表现优异稳定性。

无液体离子弹性体的突破
液态游离离子导电弹性体（ICEs）通过将锂盐（LiTFSI）嵌入聚氨酯（PU）等基质中实现固态导电。Zhou团队开发的WPU基LFICE材料兼具高离子电导率和环境稳定性；Qu等设计的含动态二硫键PU/LiTFSI弹性体更具备室温自修复和可回收特性。

应用场景拓展

医疗健康监测
柔性传感器可实时监测慢性病患者的生理指标，如血压和血糖。植入式喉部传感器能帮助失语者发声，而集成传感器的假肢可实现运动功能与状态反馈的双重功能。

智能机器人交互
通过安装在关节处的柔性传感器（如PDMS/CNT复合材料），机器人可精准捕捉人体动作意图。其类皮肤特性显著提升了人机交互的自然度和安全性。

海洋与环境监测
基于纳米材料的柔性传感器能通过无创方式评估海洋动物生理状态，监测激素水平和代谢产物。在航天领域，集成柔性传感器的宇航服可实时反馈环境参数与生命体征。

挑战与未来方向

当前研究需突破多参数集成传感、信号处理系统柔性化等关键技术瓶颈。下一代柔性传感器将向仿生智能感知方向发展，结合AR/VR技术实现多维感官反馈。材料方面，开发兼具高稳定性、低成本和大规模制备潜力的新型复合材料仍是核心挑战。