近日，学院肖薇博士以第一作者、安庆师范大学为第一单位，在国际知名期刊《Biomacromolecules》发表题为“Solvent-Mediated and Strain-Confined Annealing for Rapid, Green Fabrication of Mechanically Robust and Ionically Conductive Organohydrogels”的研究论文。该期刊为JCR一区、中科院一区TOP期刊，影响因子5.9。
离子导电有机水凝胶兼具抗冻、保溶剂与热稳定特性，是柔性电子与生物电子界面的核心功能材料，但其制备长期受制于两方面瓶颈：一是依赖大量有机溶剂、工序冗长，过程难以称得上绿色可持续；二是高力学强度、高韧性、抗疲劳与高效离子输运难以同时兼顾。针对以上难题，研究团队提出溶剂介导‑应变限域退火的全新策略，依托甘油‑水共溶剂体系，采用简便快速的绿色后处理工艺，构筑兼具优异力学性能与稳定离子导电能力的有机水凝胶。
经过溶剂介导与应变限域退火处理后，凝胶内部高分子链发生定向重排，分子间氢键致密化，并诱导适度结晶，构建起分级微观网络结构。该网络一方面可以通过氢键解离、链段耗散外界能量，显著提升材料拉伸强度、断裂韧性以及抗缺口损伤能力，赋予材料优异的抗疲劳与长期服役稳定性；另一方面完整保留共溶剂搭建的连续离子传输通路，保障离子在凝胶内部高效迁移，解决了力学增强牺牲离子导电性的矛盾，实现力学性能与离子导电传感性能协同统一。
性能测试结果表明，该有机水凝胶拥有优异的力学性能：拉伸强度达21.83 MPa，韧性23.24 MJ·m-3，断裂能38.89 kJ·m-2；在731 J·m-2疲劳阈值下，历经2万余次循环仍保持结构完整，抗疲劳性能突出。得益于连续贯通的离子传输网络，材料表现出稳定的离子导电特性与良好的应变传感响应，在0-70%应变范围内传感信号线性度优异。同时甘油 水共溶剂体系赋予凝胶优秀的保水、抗冻能力，能够在复杂环境条件下，同时维持自身力学完整性与离子传感工作能力。
该溶剂程序化策略将相分离与应变限域退火有机结合，化解了离子导电有机水凝胶力学性能与导电传感性能相互制约的痛点。所制备材料集高强韧力学、稳定离子传感、环境耐受性于一体，在人体生理信号采集、柔性应变传感器、软体机器人等领域具备良好的应用潜力，为开发高性能离子型柔性凝胶材料提供了普适的新思路。（撰稿：肖薇 审核：刘志强）
