院士通讯作者!四川农业大学本科生第二作者在顶级期刊(IF=15.6)发表研究论文,在用于可穿戴电子的多功能有机凝胶领域取得新进展

柔性电子技术的飞速发展，正不断向人类组织的独特性能看齐。然而，如何在凝胶材料中平衡刚度与韧性，获得类皮肤组织的柔软而强韧的力学性能特征，同时集成多功能性，一直是可穿戴电子领域的一大难题。

近日，四川农业大学理学院联合中科院光电技术研究所和四川大学等单位的科研人员合作在《Advanced Science》（中科院一区TOP， IF5y=15.6）上发表了一项题为“Ultrasoft Yet Tough Multifunctional Organohydrogels Enabled by Molecular Chain Lubrication Strategy for Self-Powered Wearable Electronics”的研究。文章中巧妙地提出一种分子链润滑策略，通过一锅胶束聚合法成功研发出超肉软但超坚韧的多功能有机水凝胶（AQGL），为自供能表皮电子设备的发展开辟了新路径。

四川农业大学理学院功能纳米农业应用与创新团队的苏葛鸿副教授，中科院光电技术研究所的罗先刚院士为本文的通讯作者，中科院光电技术研究所的王斯研究员为文章的第一作者，四川农业大学理学院2025届应用化学本科生胡琳为本文的第二作者。

该团队通过甘油/水分子簇作为动态润滑剂，巧妙调控疏水聚合聚丙烯酸/壳聚糖季铵盐/氯化锂（HAPAA/QCS/LiCl）凝胶网络中的聚合物相互作用与交联结构。这一创新设计让 AQGL 有机水凝胶展现出惊人的力学性能：拉伸率高达5800%，杨氏模量低至14.3 kPa，韧性达11.77 MJ/m³，断裂能更是高达75.96 kJ/m²，远超多数生物组织，完美模拟了人体皮肤的柔顺性与坚韧性。除了卓越的力学性能，AQGL 还集成了多重实用功能：可见光范围内透明度约 95%，在 - 40℃低温下仍能保持柔性且具备抗结冰能力，100 天常温存储后仍能保留 92% 的初始重量，同时拥有优异的抗菌性、导电性和自修复能力，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率均达 99.9999%。基于该水凝胶制备的摩擦纳米发电机（AQGL-TENG），峰值功率密度达 0.92 W/m²，开路电压 352 V，短路电流 4.5 μA，可高效收集机械能并转化为电能，轻松驱动 80 盏 LED 灯或商用温湿度计。其在运动监测、手写识别、自主能量收集等场景中表现出稳定可靠的性能，可贴合人体皮肤或集成于鞋垫、键盘等设备，精准捕捉步态、关节活动、按键动作等信号。这项研究不仅通过分子链润滑策略打破了刚度与韧性的固有矛盾，更构建了一种多功能兼容的软韧有机水凝胶平台。该材料在柔性传感器、人机交互、医疗健康监测等领域具有广阔应用前景，将有力推动下一代自供能可穿戴电子技术的革新与落地。

本研究得到了中国国家自然科学基金(批准号：62201545，22505171)、四川农业大学科研启动基金(批准号：031-2122996035)以及四川大学高分子材料工程国家重点实验室开放课题（批准号：sklpme2024-1-23）的资助。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202522686