作為一種柔性導(dǎo)電材料，導(dǎo)電水凝膠在傳感器材料領(lǐng)域得到了廣泛的研究。然而，對高強(qiáng)度導(dǎo)電凝膠材料的可回收性和可修復(fù)性的研究還不夠。最近，四川大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)合成了 N-丙烯酰甘氨酰胺單體，并進(jìn)一步合成了氫鍵水凝膠，配合光熱劑，以甘油和水為混合溶劑，獲得了具有良好機(jī)械性能的混合凝膠。拉伸應(yīng)變達(dá)到436%，應(yīng)力達(dá)到0.728 MPa。凝膠電導(dǎo)率達(dá)到0.026 S/m，其靈敏準(zhǔn)確的應(yīng)力電導(dǎo)率變化可以滿足可穿戴設(shè)備等一些傳感器材料的要求，良好的保濕和抗凍性能保證了長期穩(wěn)定使用。

　　最重要的是，復(fù)合凝膠可以通過簡單的加熱和室溫下的簡單冷卻多次回收和重塑，顯示出良好的可回收性和重復(fù)使用性。最有趣的是，由于加入了光熱劑，復(fù)合凝膠表現(xiàn)出良好的光熱性能。因此，凝膠的溫度在近紅外激光照射下迅速上升到凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變溫度，凝膠在室溫下迅速愈合。因此，凝膠表現(xiàn)出獨(dú)特而有效的“可焊性”。良好的熱和光熱回收/修復(fù)能力可以大大擴(kuò)展凝膠材料的可用性，不僅增加了材料的耐用性，還減少了聚合物材料的浪費(fèi)，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的目的。

　　圖 1 . (a) NAGA 和聚合物的分子結(jié)構(gòu)。(b) 氫鍵交聯(lián)凝膠網(wǎng)絡(luò)在加熱下被破壞的圖像和示意圖。

圖 2 . (a) PNAGA 水凝膠和 PNAGA-NP 凝膠的單軸拉伸曲線，(b) 由拉伸曲線計(jì)算的韌性和彈性模量，(c) PNAGA-NPs-20 凝膠的加載-卸載拉伸曲線，(d ) 耗散能量和比率，根據(jù)磁滯回線；PNAGA-NP 凝膠的照片：(e) 打結(jié)和拉伸，(f) 懸掛 1 kg 重物，以及 (g) 抗穿刺性

圖 3 . (a) 復(fù)合凝膠的相對電阻變化率隨拉伸而變化，(b) 短時間內(nèi)重復(fù)拉伸至 200%，(c) 不同伸長率的階梯拉伸；凝膠應(yīng)變傳感器檢測人體在不同運(yùn)動下的信號：（d）肘部彎曲和（e）膝蓋彎曲；（f）冷凍后凝膠的圖像，（f1）PNAGA-NPs-20復(fù)合凝膠和（f2）PNAGA-20水凝膠，（g）低溫拉伸曲線，以及（h）電導(dǎo)率隨時間的變化 凝膠從冰箱轉(zhuǎn)移到室溫。

圖 4 . (a) 室溫下質(zhì)量比隨時間的變化，(b) 模擬陽光下的凝膠圖像 (b1)、紅外圖像 (b2) 和照射 3 分鐘后凝膠的溫度 (b3) , (c) 凝膠在模擬陽光下的加熱曲線，(d) 模擬陽光下質(zhì)量比隨時間的變化，以及 (e) 加熱下質(zhì)量比隨時間的變化。

圖 5 . (a) PNAGA-NPs-10 復(fù)合凝膠加熱形成溶膠并在室溫下恢復(fù)為凝膠；凝膠字母是通過加熱重塑獲得的。(b) PNAGA-NPs-10和PNAGA-NPs-20復(fù)合凝膠的G′(實(shí)心)和G″(開路)隨溫度升高，(c)近紅外激光下的紅外圖像，(d)拉伸愈合 凝膠。(e) 凝膠字母通過近紅外激光“焊接”在一起，拉伸凝膠字母，并懸掛鐵夾。

圖 6. 不同直徑的光熱“焊接”PNAGA-NPs-20 圓柱形凝膠樣條的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線：(a) 2 mm 直徑，(b) 6 mm 直徑，(c) 9 mm 直徑，和 (d ) 12 毫米直徑；(e) 直徑-激光照射“焊接”時間-愈合效率曲線，(f) 不同直徑凝膠“焊接”部位的橫截面圖片 。

相關(guān)論文以題為 Near-Infrared Laser “Weldable” Hydrogen-Bonded Hydrogel Sensor Based on Photothermal Gel–Sol Transition 發(fā)表在《 ACS Sustainable Chem. Eng. 》上。 通訊作者 是 四川大學(xué) 冉蓉教授 。