软水凝胶材料可应用于生物传感器、可穿戴电子产品、人造皮肤、软机器人等。实际应用要求材料具有多种性能，如高导电性、韧性、自愈性、拉伸性等。然而，目前在单一材料中实现所有这些特征仍然具有挑战性。最近，西北师范大学科研 团队描述了使用简单方法制备新型复合羧甲基纤维素 /聚（丙烯酸）/聚吡咯/Al（III）（CMC/PAA/PPy/Al（III））多功能水凝胶。
图 1 CMC/PAA/PPy/Al(iii) 多功能水凝胶的制备示意图。
机械和电自愈性能是通过Al 3+ 离子与 CMC 和 PAA 的羧基之间的多重动态配位以及 PPy 与 CMC 的 -OH 和/或 PAA 的 -COOH 之间的氢键来实现的。导电 性是通过导电聚合物 PPy、游离离子以及 PPy 颗粒与游离离子之间的协同作用实现的。此外，通过在化学和物理交联网络以及 PPy 的纳米结构之间建立平衡，实现了理想的机械性能，例如可拉伸性 (1344%)、韧性和可塑性。因此，由此产生的水凝胶在未来在电子皮肤、生物医学植入物和可穿戴电子设备中具有潜在的应用。
图 5 (a) 可拉伸至 750% 的 G1 照片，(b) 不同 PPy 含量的水凝胶的应力-应变曲线，(c) 水凝胶的韧性和弹性模量，(d) 光学图像 水凝胶力学性能测试。
图 7 (a) 室温下自愈过程的光学图像。(b) 愈合时间对 G1 水凝胶应力-应变曲线的影响。(c) 愈合时间对 G4 水凝胶愈合效率的影响。(d) G1 和 G4 水凝胶的机械自愈效率。(e) 室温下自愈过程中导电行为的光学图像。(f) G1 和 G4 水凝胶的电自愈效率。
相关论文以题为 Polypyrrole-doped conductive self-healing multifunctional composite hydrogels with a dual crosslinked network 发表在《 Soft Matter 》上。 通讯作者 是 西北师范大学 任杰副教授 。
参考文献：
doi.org/10.1039/D1SM00682G
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