生物相容性自适应离子网络水凝胶：具备可调电-机械耦合特性，适用于可穿戴传感与人机接口，可供购买

《Journal of Materials Chemistry A》：Biocompatible Adaptive Ionic Network Hydrogels with Tunable Electro-Mechanical Coupling for Wearable Sensing and Human-Machine InterfacesAvailable to Purchase

　　

随着对既皮肤相容又柔性的材料需求不断增加，这推动了导电水凝胶在可穿戴电子、传感器和人体机界面应用中的研究。然而，生物相容性、导电性和机械强度之间的权衡一直是传统水凝胶应用中面临的长期挑战。本研究旨在通过开发一种由聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、聚乙烯亚胺（PEI）和甘油（Gly）通过冻融循环制备的物理交联生物聚合物基水凝胶复合材料来解决这一限制。这种无溶剂且环境友好的方法无需使用有毒化学交联剂即可制备出复合材料水凝胶。PVA形成主要的水凝胶基质，提供结构完整性和可逆物理交联；海藻酸钠提供生物相容性、亲水性和额外功能；PEI通过海藻酸羧基基团的静电相互作用改善离子导电性和粘附性，同时强化水凝胶网络。所开发的水凝胶复合材料呈现出多孔结构，具有高吸水率、中等离子导电率（2.91 mS/m）和高抗压强度（1.22 MPa）。该水凝胶在反复加载-卸载循环后表现出优异的循环恢复性能，并具有良好的细胞相容性，细胞活力维持在约73%。该水凝胶复合材料在变形下表现出可逆的电阻变化，作为应变传感器使用时有效记录了手指、手腕和肘部运动，在高达120%的应变范围内具有应变因子（0.87）。进一步将其用作电容式触控笔用于触摸屏交互，展示了响应性和实际应用性。总之，本研究提出了一种生物相容、机械韧性和导电的水凝胶基平台，可用于下一代可穿戴传感器、软机器人和人体机界面应用。

图形摘要

随着对既皮肤相容又柔性的材料需求不断增加，这推动了导电水凝胶在可穿戴电子、传感器和人体机界面应用中的研究。然而，生物相容性、...

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? 2026 作者(s)。由皇家化学学会出版

2026

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