随着个人医疗监测和人机交互系统的日益更新，目前，新一代的柔性电子设备受到人们越来越多的关注。相比之下，水凝胶基电子器件能将生物与电子领域良好的结合，确保了良好的灵活性、便携性、粘附性与完整性。可穿戴的凝胶多模式传感器可以容易的贴附在皮肤表面，同时收集人体运动的物理和生理信号，对新型可穿戴电子设备的设计与制造产生极大的吸引力。但是，目前报道的水凝胶体系很难兼顾各种性能需求，综合性能不能满足实际应用。
本工作将具有优异导电性能的PEDOT:PSS引入生物基γ-PGA水凝胶系统中成功制备了一种兼具高粘附性、自修复、导电性能和生物相容性的γ-PGA/PEDOT:PSS水凝胶，并用于人体活动监测。以复合水凝胶为基材设计了一种接触响应式的摩擦纳米发电机，在人机交互领域表现出潜在的适用性。该研究成果以 “Highly adhesive and self-healing γ-PGA/PEDOT:PSS conductive hydrogels enabled by multiple hydrogen bonding for wearable electronics”为题发表在《Nano Energy》上。论文的共同第一作者为苏州大学科研助理张晨阳以及日本信州大学博士研究生王明序，通讯作者为扬州大学高强副教授、高春霞副研究员和苏州大学刘瑞远教授。
多模式水凝胶基传感器优异的性能表现主要得益于:（1）引入的PEDOT：PSS与PGA形成大量的动态氢键，实现了水凝胶的快速自修复。（2）PGA良好的黏附能力为水凝胶传感器提供了极佳的皮肤贴合特性。（3）由PEDOT:PSS 构建的稳定电荷通道，极大地增强了水凝胶的导电网络与传感灵敏度。
水凝胶性能。(a)黏附性能的展示, (b)与不同材料界面的黏附力，(c-d )生物相容性展示。
摩擦纳米发电机 (TENG) 触觉传感器。(a)TENG示意图, (b)TENG在单电极模式下的工作原理, (c) 触觉传感器的示意图显示了TENG通过摩斯密码进行通信, (d-e)通过1MΩ电阻器接地的TENG的输出电压(d)和电流(e), (f)触觉传感器通过摩斯密码进行通讯。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.106991