水凝膠是一種含有大量水分的三維交聯的多孔聚合物，並且因為其具有與人類器官的相似之處而被廣泛地應用於生物領域。導電水凝膠結合導電性和柔軟性，可以模仿人體皮膚的機械和感覺功能，並在過去幾十年裡引起了可穿戴設備、可植入生物傳感器和人工皮膚等領域的極大的關注。導電水凝膠可以通過將導電填料包括金屬顆粒、碳納米管和石墨烯引入聚合物中直接製備，但是這種混合方法通常遭受負荷量低和導電成分聚集的問題，從而導致導電性差或者機械性能差。另一種賦予水凝膠導電性的方法是引發共軛前體的原位聚合生成聚噻吩、聚苯胺和聚苯胺等導電聚合物。由於導電網絡的形成，水凝膠具有快速的電子傳遞和增強的機械性能。作為一種導電性可調的導電聚合物，聚苯胺可以利用植酸和和聚電解質作為摻雜劑製造各種類型的導電水凝膠。儘管其具有令人滿意的導電性，但是相對較弱且脆的網絡嚴重阻礙了其實際應用。人體皮膚的迷人之處在於其在外力或刺激造成的傷害下可以自我修復。因此，賦予導電水凝膠自愈能力是有希望的，作為“智能”和耐用的材料應用於實際中，但這仍然是一個挑戰。
自主修覆水凝膠的有效策略是基於多種可逆分子相互作用，包括動態共價鍵，離子相互作用，氫鍵，金屬-配體配位，主體-客體相互作用，和疏水。其中，氫鍵的相互作用由於其可調節的強度，生物相容性以及快速的解離/締合行為，對自愈水凝膠的製備尤為重要。此外，氫鍵的動力學可以通過周圍環境的溫度和pH值來調節，從而賦予水凝膠刺激響應特性。
加拿大阿爾伯塔大學的研究人員通過將2-脲基-4[1H]-嘧啶酮（UPy）基團引入聚苯胺/聚（4-苯乙烯磺酸鹽）（PANI/PSS）中，製備了一種可拉伸、可注入和可快速癒合的導電水凝膠，其電導率為13 S/m，應變係數為3.4，可拉伸約為300 %，可以準確可靠地監測人體的各種行為。可以注入不同形狀的模具成型，可以在30s內自癒合，有望應用於3D打印、可穿戴和柔性電子等領域。
圖1. 導電水凝膠PANI/PSS-UPy的製備流程和形成機理示意圖
圖2.導電水凝膠的拉伸性和可自愈測試
圖3. 導電水凝膠用作應變傳感器監測人體行為的實時電阻變化（a）手指的彎折；（b）手腕的彎曲；（c）吞嚥；
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