精度和减少皮肤刺激。导电水凝胶由于其可调的灵活性、响应性刺激和多模式传感集成，已成为无线可穿戴传感的通用材料，有助于在不同场景中高效收集数据。这些独特的特性使其非常适合广泛的传感应用，包括医疗保健监测、环境传感、人机交互以及可穿戴设备的开发。然而，充分发挥其潜力目前受到一些挑战和限制的阻碍。电导率低、韧性有限和长期保水能力不足等问题导致传感性能下降和设备寿命缩短。此外，确保与各种传感模式的兼容性，包括压力、温度和生物化学传感，需要进一步探索和研究。因此，水凝胶的定制结构设计在应对这些挑战和推进柔性电子设备中的复杂和定制结构方面具有至关重要的意义，最终实现无缝集成和无线操作。

　　大量研究已经证明了多功能集成水凝胶复合材料的制备。例如，已经广泛研究了各种无机纳米填料的掺入，如碳纳米管（CNTs）、液态金属、纤维素纳米纤维（CNFs）和过渡金属碳化物（MXenes），以提高水凝胶复合材料的电性能和机械兼容性。此外，包括离子液体（ILs）、聚苯胺（PANI）和聚吡咯（PPy）在内的有机水凝胶由于其成本效益、易于加工、电化学可逆性和生物相容性优点而引起了人们的极大关注。尽管有上述优点，但导电性不均匀、机械性能不一致和长期保水能力有限的限制和挑战仍然存在，这大大阻碍了基于水凝胶的柔性传感设备的持续使用和寿命。均匀的导电性是水凝胶的一个关键特性，能够实现精确的信号传感，而匹配的机械性能确保了基于水凝胶的传感设备的可靠利用。此外，足够的保水能力保证了基于水凝胶的柔性传感设备中持久有效的信号传感。有机水凝胶具有可定制的结构设计、可调的电导率、增强的机械灵活性和长期保水能力，在集成、高性能和定制的柔性传感应用中具有巨大的前景。

　　1. 本工作通过采用量身定制的物理-化学双重交联策略来制备具有高性能的动态可逆有机水凝胶，从而解决了这些挑战。

　　2. 所得有机水凝胶表现出非凡的特性，包括高拉伸性（高达～495%应变）、显著的韧性（拉伸强度和压缩强度分别为～1350 kPa和～9370 kPa）和卓越的透明度（～90.3%）。此外，它们还表现出优异的长期保水能力（＞2424 h，＞97%）。

　　图1. 双交联网络PDMAA（聚N，N-二甲基丙烯酰胺）/PVA（聚乙烯醇）@CaCl2有机水凝胶的设计、结构特征和高性能。说明有机水凝胶的双重交联网络结构和功能的示意图。b概述有机水凝胶的制造步骤的示意图。c显示有机水凝胶复合材料中掺入的功能单体的分子结构的示意图。d显示有机水凝胶的光学图像。e复合光学照片展示了有机水凝胶的综合机械性能，包括拉伸性、压缩性、稳健性和耐切割性。f SEM图像和相应的元素图谱图像，描绘了静止状态下有机水凝胶的表面观察。

　　图2. 有机水凝胶的结构设计和性能。a双交联网络的设计原理和优点。b P（DMAA）/PVA/@CaCl2有机水凝胶在不同CaCl2浓度下的拉伸性能。c在恒定的40 wt% CaCl2含量下，具有不同PVA与DMAA质量比的有机水凝胶的拉伸性能。d通过50%至400%应变的加载-卸载试验获得的循环应力-应变曲线。e无间隔的循环应力-应变试验。f通过10%至90%应变的加载-卸载试验表征的压缩性能。g无间隔的循环压缩试验。h有机水凝胶的透射光谱。i暴露于室温空气的有机水凝胶的保水特性。j本研究中开发的有机水凝胶与文献中先前报道的有机水凝胶的综合比较。

　　图3. 具有基于有机水凝胶的定制结构设计的柔性设备。a定制的机械结构装置。b定制设计的微针阵列结构装置。

　　图4. 基于有机水凝胶的柔性离子导体在可穿戴温度传感系统中的通用性。用于照明LED光的基于有机水凝胶的离子导体的详细结构的示意图。使用有机水凝胶作为离子导体在各种变形状态下的LED亮度比较：b初始状态、c拉伸状态、d扭曲状态和e-f压缩状态。g基于有机水凝胶的可穿戴柔性传感器的装置设计和配置示意图。h基于有机水凝胶的可穿戴柔性传感器的有机水凝胶的物理照片。i基于有机水凝胶的温度传感系统的工作原理示意图。

　　图5.电气和温度传感性能。a温度传感器I-V测量在−10°C至80°C的范围内进行。b有机水凝胶在0–80°C温度范围内的电导率表征。e基于有机水凝胶的传感器的电阻温度系数（TCR）。d和e在20°C至40°C的十个加热和冷却过程中的耐久性表征。f实时监测十个连续冷却过程中的电阻变化（温度：分别为20°C至g 0°C、h 5°C和i 10°C）。

　　图6. 双交联网络有机水凝胶的应变传感性能。a拉伸和恢复过程中应变感应机制的结构示意图。b有机水凝胶中的双重交联网络结构的说明。c基于有机水凝胶的应变传感器对小菌株（5%-50%）的实时电阻变化。d大菌株的实时抗性变化（75%-150%）。e不同拉伸速率（50、100和200 mm/min）下的实时电阻变化。f在100%应变下2500 s的循环拉伸过程中的实时电阻变化。g在各种压力水平（低、中、大压力）下压力传感的实时电阻变化。h基于有机水凝胶的柔性传感器的响应时间和滞后时间分析。i压力大小和速率识别的实时阻力响应。

　　图7. 生理信号和运动的高级传感、识别和无线传输。用于生理信号和运动传感的基于有机水凝胶的可穿戴柔性传感器的示意图。生理信号和运动检测测试：b手指弯曲，c手腕弯曲，d肘部和膝盖弯曲，e准确识别手写字母“U”、“S”、“T”和“c”，f监测和识别行走、跑步和跳跃，g正常、深呼吸和运动后呼吸（戴在口罩上），h喉关节的吞咽和饮水识别。i用于生理和运动感测信号采集和无线传输的集成感测系统的示意图。j展示无线可穿戴系统的实物图像。k集成无线可穿戴系统，结合了基于有机水凝胶的柔性传感器，能够实时监测和传输生理信号和运动。

　　9月21日下午，2023光明科学城智能传感器产业加速营发布仪式暨产业高质量发展论坛在光明天安云谷国际会议中心举行。本次活动由光明区工业和信息化局、光明区科技创新局、光明区高层次人才服务中心指导，中国银行深圳市分行、中国传感器与物联网产业联盟、深圳智能传感器产业联盟主办，光明科学城科技创新联合会、光明智慧运营服务有限公司承办，获得深圳天使母基金、光明科学城产业发展集团有限公司、光明区引导基金、市智能传感行业协会大力支持。

　　此次活动旨在进一步培育光明区智能传感器“优势产业集群+创新型领军企业”，合力打造光明科学城智能传感器产业高质量发展的良好创新生态，支持创新型企业和行业龙头企业落户光明区，推动智能传感器产业创新资源加速集聚落户光明区。

　　据了解，市委市政府大力支持智能传感器高质量发展和产业集群建设，将其作为“20+8”战略性新兴产业和未来产业的重点，出台《培育发展智能传感器产业集群行动计划》及一系列配套措施。光明科学城抢抓智能传感器产业大发展机遇，目前已明确落户市级重大MEMS中试线亿元智能传感器专项基金、全球最大智能传感器数字平台等重要产业资源，并建设大湾区智能传感器新型产业社区。

　　活动现场，光明区工业和信息化局局长刘林海、中国银行深圳市分行副行长周特立出席活动并致辞，中国传感器与物联网产业联盟副秘书长朱佳骐，中国科学院深圳先进技术研究院院企合作与创新发展处处长毕亚雷等出席活动。

　　此外，此次活动邀请政府、创新企业、行业相关机构代表，以及加速营导师、创投领教等近百人参会。来自区内外的50多家智能传感器及产业链上下游相关企业负责人参加，了解光明区相关产业政策，并就技术创新、行业应用、跨区域融合等话题进行深入交流。

　　活动期间，举行多轮重要项目合作签约仪式。中国科学院深圳先进技术研究院、TCL华星光电技术有限公司签署博士后联培项目合作。中国银行深圳光明支行、光明科学城科技创新联合会签署战略合作协议。中国银行深圳光明支行、诺安智能股份有限公司签署授信服务协议，基于中银科创服务体系，中行专门推出针对传感器产业的光明智能传感贷，依托专属产品，为企业提供优质高效的全面金融服务。

　　活动期间，深圳中行围绕“中银科创+”服务品牌体系进行推介，据悉，中银科创贷是基于科创贷模型，针对光学、声学、温度、湿度、压力等不同类型传感器企业，结合其经营模式、应用领域、行业产业链所处位置、股权融资、核心技术等多项特征指标，为产业相关小微企业提供的纯信用产品。

　　光明科学城科技创新联合会专题介绍了2023光明科学城智能传感器产业加速营总体方案。据悉，本期加速营活动旨在征集和筛选一批产业链细分领域优势企业，围绕“企业定向辅导+产业靶向赋能”两大专题，精准解决入营企业在技术、市场、资金、人才、政策等方面具体需求，为创新型领军企业培育和产业集群发展壮大提供全链条专业资源保障。

　　此外，会上还举行了光明科学城智能传感器产业加速营发布仪式、加速营首批合作导师授牌仪式、加速营首批投资人领教授牌仪式。

　　在主题演讲环节，多位重量级行业专家和企业家进行观点分享，为智能传感领域创新应用和前沿技术研究提供重要的智力支持。

　　中国传感器与物联网产业联盟副秘书长朱佳骐作了“智能传感器产业介绍”主题演讲；中国科学院深圳先进技术研究院材料所副所长、光子信息与能源材料研究中心主任杨春雷发表“深圳市光电异质集成传感器中小试基地”主题演讲；TCL工业研究院技术引进合作负责人孙滢翔分享了“薄膜晶体管的拓展应用综述”；涂鸦智能首席传感产品专家刘亚文分享了“新业态下智能传感的增长机会”；深圳纽迪瑞科技开发有限公司高级副总裁朱小嵋围绕“柔性压力感应技术与创新应用”主题进行分享；帕西尼感知科技（深圳）有限公司联合创始人兼COO聂相如带来“度触觉传感器及人形机器人应用”主题演讲。

　　在以“构建光明科学城智能传感产业创新生态”为主题的圆桌论坛对话环节，光明科学城科技创新联合会秘书长肖文昌担任主持人，朱佳骐、刘亚文、朱小嵋、聂相如等专家齐聚一堂，论道传感产业机遇，探讨未来发展趋势。

　　9月21日下。