英文原题：Stretchable, adhesive and self-healing conductive hydrogels based on PEDOT:PSS-stabilized liquid metals for human motion detection

第一作者：赵凯博士

通讯作者：叶常青教授

作者：赵凯、赵彦博、徐静、钱蓉、俞朱敏、叶常青

       导电水凝胶在不同的应用场景中获得了广泛的研究兴趣，如电子皮肤、智能机器人和健康监测。然而，制造具有高传感性能、自愈合和粘附能力的导电水凝胶仍难以实现。在此，我们利用聚（3,4-乙基二氧噻吩）:聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）封装液态金属纳米颗粒（LMNPs），开发了一系列新型导电水凝胶。由于PEDOT:PSS在聚合物网络中的参与，所获得的LMNP-PEDOT:PSS-PVA（LMPP）水凝胶表现出增强的抗拉强度（0.08 MPa）、弹性和高电导率（4.85 S/m）。此外，PEDOT:PSS的引入极大地稳定和丰富了基于LMNP的导电路径，从而提高了水凝胶的应变传感性能。更有趣的是，LMPP水凝胶在聚合物网络中具有良好的自愈合和粘附性能，因为它具有丰富的可逆键和官能团。利用这些优点，这种LMPP水凝胶可以作为合格的可穿戴设备，用于实时跟踪各种人体运动，包括关节运动和面部表情。

       总而言之，本文利用PEDOT:PSS界面工程LMNPs成功制备了一系列具有增强力学性能、高导电性和机电性能、自愈合和附着力的新型LMPP水凝胶。引入的PEDOT:PSS不仅通过两者之间的强离子相互作用提高了LMNPs的胶体稳定性，而且还通过参与聚合物和导电网络，增强了机械、导电和应变传感性能。在此基础上，我们进一步证明了这种LMPP水凝胶在检测大的和微小的人体运动方面的多功能性，显示了在可穿戴应用方面的巨大前景。本研究为聚合物网络中稳定LMNPs提供了新的策略，将有助于多功能导电水凝胶的发展。相信这种界面工程策略将为高性能LMNPs基导电水凝胶的开发铺平道路。

LMPP导电水凝胶网络示意图和实物图、及其人体运动检测

Stretchable, adhesive and self-healing conductive hydrogels based on PEDOT:PSS-stabilized liquid metals for human motion detection

Kai Zhao, Yanbo Zhao, Jing Xu, Rong Qian, Zhumin Yu, Changqing Ye*

Chem. Eng. J. 2024, 494: 152971.

Published Online: 11 June 2024

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894724044589