Multifunctional eutectogels with superionic conductivity comparable to advanced hydrogels

Cai, Jiaqi

doi:10.1016/j.jcis.2026.140987

Multifunctional eutectogels with superionic conductivity comparable to advanced hydrogels

2026-06-01

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DOI：10.1016/j.jcis.2026.140987

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导电水凝胶因其高导电性、柔韧性和可调机械特性，在柔性可穿戴传感器领域具有广阔前景；然而，其环境稳定性差限制了实际应用。采用深共熔溶剂（DES）制备的共晶凝胶（eutectogel）稳定性有所提升，但其导电性通常低于先进水凝胶（室温下约10⁻¹ S cm⁻¹）。为解决这一问题，我们开发了一种采用由磺胺酸（SA）和乙二醇（EG）组成的DES作为溶剂、通过一步法制备的共晶凝胶（命名为DHA），并在聚丙烯酰胺（PAM）网络中引入聚oxometalates（POMs，具体为H₃PW₁₂O₄₀）作为导电填料。在DHA共晶凝胶中，POMs赋予凝胶质子导电和光致变色特性，而SA则发挥多重作用：作为DES中的氢键受体、质子源以及连接相邻POMs的桥接单元，促进质子跳跃并提升导电性。所得DHA共晶凝胶实现了高质子导电率（25℃时为0.199 S cm⁻¹）、卓越的抗冻结性能（可至-99.9℃）和抗干燥性能（40天后质量保持率超过103%），同时具备强附着力、高拉伸性和可逆光致变色特性。此外，基于DHA共晶凝胶的多功能传感器展现出高灵敏度，可在宽温度范围内实现准确、稳定、实时的运动监测。本研究利用DES与导电填料的协同效应，制备出高导电性共晶凝胶，为兼具高导电性和优异环境稳定性的柔性传感材料提供了一条创新路径。

Keyword:

Conductive eutectogel

Polyoxometalates

Deep eutectic solvent

Photochromic

Strain and pressure sensing

Multifunctional eutectogels with superionic conductivity comparable to advanced hydrogels

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