离子凝胶由充满离子液体的聚合物网络组成，具有优良的离子导电性、不挥发性以及耐温性等优点。虽然大多数离子凝胶克服了拉伸性和机械强度弱的缺点，但机械性能提高的同时会弱化其离子电导率，如何实现离子凝胶力学和电导率的同时提高仍是一个挑战。

  近日，燕山大学焦体峰教授和秦志辉副教授等在高分子领域顶级期刊Macromolecules 发表题为“Simultaneously Enhancing Mechanical Strength and Ionic Conductivity of Stretchable Ionogels Enabled by Polymerization-induced Phase Separation” 的研究论文。该工作报告了一种聚合诱导相分离过程，可以产生两个连续的相分离结构。富含聚合物的增强相和离子导电相可以在离子凝胶内形成，同时提高其力学性能和导电性，从而制备了一种高强度、高导电性的抗溶胀自粘附离子凝胶。

图1：离子凝胶的原理示意图

图2：各种离子凝胶的光学照片、SEM图像以及红外分析

图3：各种离子凝胶的力学性能与导电性能

图4：离子凝胶的环境稳定性、粘附性以及抗溶胀性

  5.离子凝胶的水下可穿戴式传感器应用：通过组装可穿戴传感器，展示了所制备的共聚物离子凝胶的实际应用潜力。共聚物离子凝胶基传感器对各种应变的检测具有良好的可靠性。这种基于离子凝胶的可穿戴传感器可以直接附着在人体的不同部位进行运动检测。基于在液体环境中优异的稳定性，共聚物离子基可穿戴传感器可用于检测潮湿环境中的各种运动。例如，可穿戴传感器可以根据传感信号的强度和频率，识别水生鲨鱼模型的慢游、快游、潜水、跳出水面等各种游泳状态。此外，将其固定在水下动物的合适部位，离子凝胶传感器可以实时准确监测水下动物的各种连续而复杂的运动。共聚物离子凝胶在不同溶剂环境下优异的传感能力将为其在生物医学、工业、航空航天等领域的应用提供更多的机会。 

图5：离子凝胶的水下可穿戴式传感器应用

  6. 结论：文章报告了一种简单的通过聚合诱导相分离过程同时增强了离子凝胶的机械性能和离子电导率。结果表明，富聚合物相通过氢键可逆断裂使离子凝胶增韧，大大提高了力学性能。富溶剂相与形成的导电纳米通道，促进了自由离子的输运，大大提高了导电性。最终，该共聚物离子凝胶具有良好的拉伸性能、高拉伸强度、优良的导电性、自粘性和高稳定性。该研究工作解决了离子凝胶面临的机械强度和导电性之间的权衡问题，提供了一种简单的方法来设计高性能离子凝胶。

  上述研究得到了国家自然科学基金面上项目、青年项目等资助。

  原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.2c01838