具有自修复、超拉伸和环保特性的聚乙烯醇/丝素蛋白/石墨烯水凝胶柔性传感器在可穿戴电子与人机交互领域的创新应用

（编辑推荐）本研究创新性地开发了一种基于PVA/SF/GR的离子导电水凝胶传感器，通过动态硼酸酯键与多重氢键的协同作用，实现了>6000%的超高拉伸性、12.5 ms的快速响应和>400%的宽应变检测范围。该传感器兼具自修复（self-healing）、抗菌（TA介导）和低温耐受（NaCl抗冻）特性，在电子皮肤（e-skin）、航天降落伞过程监测等领域展现突破性应用价值。

　　

亮点

本研究开发的PVA/SF/GR复合水凝胶通过动态硼酸酯键（boronic ester bonds）和氢键网络，展现出"三超一自"特性：超6000%拉伸性、超12.5 ms响应速度、超400%应变检测范围，以及室温下自修复能力。NaCl的引入不仅形成"电子-离子"混合导电机制（GR+Na⁺/Cl^-），还赋予-20℃抗冻性能，堪称智能材料的"瑞士军刀"。

智能密码锁应用

将水凝胶集成到密码锁旋钮中，就像给传统锁具装上"神经末梢"——当旋钮被旋转时，水凝胶产生的拉伸信号会像摩斯密码般被实时解码（图5a）。这种设计让保险箱变身"生物识别锁"，拉伸曲线成为独一无二的电子签名。

结论

该水凝胶通过PVA、SF、TA等材料的"鸡尾酒效应"，实现了1+1>2的性能突破：β-折叠结构（SF）与柔性PVA链组成"刚柔并济"网络，TA分子则像"分子手术线"同时强化抗菌和自修复功能。其6000%的拉伸性相当于将1米材料拉到60米——足够覆盖跳伞降落伞的全开过程监测，为航天生物电子学提供新范式。