作为下一代可穿戴和可植入电子基体之一，水凝胶可以提供非常好的生物相容性和柔软性，从而可将人体与电子器件连接起来。然而，传统水凝胶中的聚合物网络一般是稀疏且不均匀的微米级三维网络。这种稀疏、不均匀的微米级三维网络给水凝胶带来了许多缺点，比如水凝胶的水分极易挥发、半透明性和脆性大等，这些缺点严重限制了其实际应用。

本工作中，我们通过一步物理交联方法制备了一种强韧的、具有纳米微纤化网络的聚乙烯醇（PVA）有机水凝胶。在一次冻融过程中，丙三醇共溶剂的引入大大促进了PVA在凝胶化过程中的结晶并且抑制了微米级的PVA晶体的形成。大量的PVA纳米晶体起到物理交联点的作用，使得PVA有机水凝胶展现出非常高的韧性（3.2 MJ / m³）、高拉伸强度（1.4 MPa）、高透明度（90%）和耐干燥性。我们将有机水凝胶放置在一定浓度的氯化钠溶液浸泡以制备PVA离子有机水凝胶，并测试了其应变传感的性能。结果表明这种PVA离子有机水凝胶显示出极好的线性灵敏度（GF = 1.56，R2> 0.998）和循环性能。进一步的，我们展示了这种PVA离子有机水凝胶在智能隐形眼镜和面部情绪识别的应用，通过对眨眼动作和面部肌肉运动的检测，可以展现出不同的特征信号，从而实现有效的眼部疲劳监测和人机交互。本工作为下一代柔性生物电子学领域的多功能传感应用有着借鉴意义。

Xiang-Jun Zha, Shu-Ting Zhang, Jun-Hong Pu, Xing Zhao, Kai Ke, Rui-Ying Bao, Lu Bai, Zheng-Ying Liu, Ming-Bo Yang, Wei Yang*. Nanofibrillar Polyvinyl Alcohol Ionic Organohydrogels for Smart Contact Lens and Human-Interactive Sensing, ACS Appl. Mater. Interfaces. 录用时间: April 24, 2020.

链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c06263