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  水凝膠的機械強度、疲勞抗性和導電性與自供電系統(tǒng)的耐久性和功率輸出密切相關。但目前的導電水凝膠由于部分性能的缺陷，無法滿足各種場景的需求。近日，青島科技大學高傳慧教授團隊提出了一種基于拓撲網(wǎng)絡結構和力學訓練的新型定向互鎖策略，通過優(yōu)化網(wǎng)絡結構和調(diào)節(jié)分子鏈取向，成功構建出一種具有優(yōu)異機械性能的多功能導電水凝膠。

圖1多功能導電水凝膠的網(wǎng)絡結構及應用場景。

圖2 P_BAC_A-Zn²⁺水凝膠機械性能。

圖3機械訓練策略下P_BAC_A-Zn²⁺水凝膠力學性能。

圖4 P_BAC_A-Zn²⁺水凝膠的自修復特性和防凍保濕特性。

圖5 P_BAC_A-Zn²⁺水凝膠的應用場景。

  錨定在纖維素納米纖維上的聚苯胺通過在訓練過程中構建導電纖維形成獨特的導電通路，極大提高導電性能，確保自供電設備具有強大的輸出性能。

  總的來說，研究團隊通過定向互鎖策略成功制備了一種具有優(yōu)異機械強度、韌性和抗疲勞性能的導電水凝膠。值得強調(diào)的是，定向導電通路的構筑顯著增強了水凝膠的導電性能，從而提高了自供電器件的輸出效率。得益于多重可逆效應，受損的水凝膠能夠實現(xiàn)快速而高效的自我修復；同時，氟原子與水分子之間的強相互作用賦予了水凝膠優(yōu)異的抗凍特性。當前所開發(fā)的自供電系統(tǒng)已展示出廣泛的實際應用潛力，這為多功能水凝膠材料提供了新的應用前景。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202409081