类皮肤异质自愈导电水凝胶用于超灵敏海洋传感

基于疏水性导电水凝胶的柔性可穿戴电子设备在水下传感领域引起了广泛关注。然而，传统的均匀水凝胶在达到疏水性时往往会妥协其导电性和传感性能，而海洋环境的复杂性进一步降低了其传感性能和使用寿命。在此，我们通过引入类皮肤的异质结构开发了一种耐海水的导电水凝胶，具有超高灵敏度和自愈能力，该结构包括保护海水的疏水外层和用于感应的导电内层。基于通过表面疏水修饰限制的氮烷基化反应获得的异质结构，该导电水凝胶同时实现了令人满意的海水阻力（接触角为123.2°）、高离子导电性（2.86 S m–1）和在海水中的优越传感灵敏度（GF = 6.15），协调了传统疏水水凝胶的耐水性与传感之间的矛盾。此外，丰富的氢键和偶极-偶极相互作用使异质水凝胶具备卓越的自愈能力，在海水中展示出高效的自愈行为。用异质水凝胶构建的水下应变传感器可用于检测模拟海水环境中的人类运动和实时信号传输，展示了它们作为海洋传感领域可穿戴电子设备的巨大潜力。