基于多重氢键动态网络的极端环境适用型高拉伸性共晶凝胶在生物电极与应变传感中的创新应用

本研究针对柔性温度传感器对材料环境稳定性、机械性能与自修复能力的需求，开发了以丙烯酸-盐酸胍深共晶溶剂（DES）为基础，结合儿茶酚和介孔分子筛构建的多重氢键动态网络共晶凝胶。该材料展现卓越拉伸率（1680.4%）、抗压强度（760.9 kPa）、粘附性（35.8 kPa）、透明度（92.41%）及紫外屏蔽能力，并具备低挥发性、高保湿性（6天重量变化≈2%）和宽温域稳定性（-70–50°C），成功应用于极端环境下心电图监测，为心血管疾病诊断提供新型可穿戴解决方案。

　　

共晶凝胶（Eutectogel）作为一种新兴材料，在电化学、环境科学、能源存储与柔性传感领域引起广泛关注。本研究通过将丙烯酸与盐酸胍组成的深共晶溶剂（Deep Eutectic Solvent, DES）与儿茶酚、介孔分子筛结合，构建了具有多重氢键动态网络的多功能凝胶。该共晶凝胶表现出超高拉伸性（1680.4%，应力178.12 kPa）、抗压强度（70%应变下达760.9 kPa）、抗疲劳性（10次循环无显著偏差）、粘附强度（35.8 kPa）、透明度（92.41%）及紫外线阻隔能力。基于DES的低挥发性和交联过程中氢键的形成，凝胶具备优异保湿性能（6天后重量变化率约2%），同时其凝固点显著降低，赋予材料在极端温度环境（-70至50°C）下的稳定性。依托上述特性，该共晶凝胶被成功应用于心电图（ECG）检测领域，可作为生物电极实时监测人体心率在极端条件下的变化，并能与可穿戴设备集成，为心血管疾病的诊断与预警提供创新性技术路径。