软水凝胶材料可应用于生物传感器、可穿戴电子产品、人造皮肤、软机器人等。实际应用要求材料具有多种性能，如高导电性、韧性、自愈性、拉伸性等。然而，目前在单一材料中实现所有这些特征仍然具有挑战性。最近，西北师范大学科研团队描述了使用简单方法制备新型复合羧甲基纤维素/聚（丙烯酸）/聚吡咯/Al（III）（CMC/PAA/PPy/Al（III））多功能水凝胶。
图 1 CMC/PAA/PPy/Al(iii) 多功能水凝胶的制备示意图。
机械和电自愈性能是通过Al3+离子与 CMC 和 PAA 的羧基之间的多重动态配位以及 PPy 与 CMC 的 -OH 和/或 PAA 的 -COOH 之间的氢键来实现的。导电性是通过导电聚合物 PPy、游离离子以及 PPy 颗粒与游离离子之间的协同作用实现的。此外，通过在化学和物理交联网络以及 PPy 的纳米结构之间建立平衡，实现了理想的机械性能，例如可拉伸性 (1344%)、韧性和可塑性。因此，由此产生的水凝胶在未来在电子皮肤、生物医学植入物和可穿戴电子设备中具有潜在的应用。
图 5 (a) 可拉伸至 750% 的 G1 照片，(b) 不同 PPy 含量的水凝胶的应力-应变曲线，(c) 水凝胶的韧性和弹性模量，(d) 光学图像 水凝胶力学性能测试。
图 7 (a) 室温下自愈过程的光学图像。(b) 愈合时间对 G1 水凝胶应力-应变曲线的影响。(c) 愈合时间对 G4 水凝胶愈合效率的影响。(d) G1 和 G4 水凝胶的机械自愈效率。(e) 室温下自愈过程中导电行为的光学图像。(f) G1 和 G4 水凝胶的电自愈效率。
相关论文以题为Polypyrrole-doped conductive self-healing multifunctional composite hydrogels with a dual crosslinked network发表在《Soft Matter》上。通讯作者是西北师范大学任杰副教授。
参考文献：
doi.org/10.1039/D1SM00682G
