导电水凝胶作为下一代灵活和可穿戴电子系统的材料

摘要 导电水凝胶（CHs）作为一种多功能材料的新兴类别，结合了传统水凝胶的柔软性、可拉伸性和高水分含量，以及现代电子应用所需的电导率。它们在保持稳定的电化学性能的同时，能够符合动态生物界面的独特能力，使其成为下一代灵活和可穿戴设备的理想候选者。本文回顾了CH开发的最新进展，提供了全面而批判性的分析，重点讨论增强其电气、机械和环境性能的设计策略、合成路线和结构创新。针对混合网络形成和电荷传输机制，讨论了包括金属纳米结构、碳基纳米材料、离子物质和本征导电聚合物等多种导电元素。特别关注CHs的多功能特性，如抗冻行为、自我修复能力、组织粘附性和长期稳定性，这对于实际应用至关重要。以应用为驱动的部分探讨了CHs在可穿戴应变传感器、能源存储系统和摩擦电纳米发电机中的作用，突出最先进设备的性能和集成策略。最后，概述了当前的挑战和未来的展望，强调了对可扩展制造方法、可持续材料系统和智能功能的需求。本文旨在指导跨学科努力，推动CHs作为软电子、生物集成技术和适应性人机界面的变革材料的发展。