具有高强度、韧性和导电性等功能的水凝胶在软机器人、可穿戴设备和人机界面等领域的应用越来越广泛。天然的生物材料，如人体肌肉，具有强大的功能(刺激反应能力和自愈能力)和优异的力学性能。因此，向自然学习可以为当代科技挑战提供许多有远见的解决方案。Hofmeister效应是指盐离子对蛋白质溶液具有沉淀作用的天然现象，受此启发已有部分工作制备了高机械性能的水凝胶，但是兼具机械性能和功能性的水凝胶的设计制备依然是一项挑战。

  为解决上述挑战，近日，成都大学高等研究院的魏竟江特聘研究员/王清远教授团队与山东大学材料科学与工程学院的曾志辉教授和武汉理工大学的傅正义院士合作在Composites Part A-Applied Science and Manufacturing上发表了题为“Hofmeister Effect-Inspired Ti₃C₂T_x MXene-Based Robust, Multifunctional Hydrogels”的论文。在本文中，受Hofmeister效应的启发，利用冷冻和盐析方法的协同作用，结合过渡金属碳化物/氮化物(MXene)和聚乙烯醇(PVA)制备出了具有良好的机械强度、韧性和高导电性的水凝胶，并作为多功能应变传感器（实时监测肢体运动、柔性书写键盘、水下摩斯密码传输器）来应用。此外，高导电性的MXene与富水多孔结构、充足的MXene-PVA界面协同作用，使得该水凝胶在厚度为1.5-8.5 mm时具有43-93 dB的可控高电磁干扰屏蔽效能。该工作简便、可扩展的制备方法设计出的坚固、超柔性和导电的多功能水凝胶，可用于物联网、下一代可穿戴电子产品、电磁保护和智能设备。

本文要点：

  论文链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359835X23002026

作者简介

魏竟江，成都大学特聘研究员。2022年获武汉理工大学博士学位（导师：傅正义院士）。2021年至2022年，在瑞士联邦材料科学与技术实验室(Empa)的Gustav Nystr?m课题组进行博士联合培养。他目前的研究兴趣包括仿生3D打印水凝胶/气凝胶、仿生柔性可穿戴设备和多尺度分级结构仿生陶瓷的设计制备。研究成果在Adv. Funct. Mater., Interdiscip. Mater., Chem. Eng. J.等期刊发表论文10余篇。

曾志辉，山东大学教授。通过探索对不同导电纳米材料及高分子聚合物的合成，原创性地开发了一系列轻质、高效的电磁屏蔽材料及电磁波吸收材料。近年来，相关的研究工作发表SCI论文60余篇, 包括以第一作者或通讯作者发表在Adv. Mater., ACS Nano, Matter, Adv. Funct. Mater., Adv. Sci., Nano-Micro Lett., Small, JMCA, Chem. Eng. J. Carbon, ACS AMI等著名国际前沿期刊，SCI论文引用3000余次，ESI高被引论文10篇，单篇最高引用600余次。

王清远，四川大学教授。现任成都大学校长。他于1998年获得巴黎中央学院博士学位，1999年至2003年在普渡大学工程学院从事博士后研究，并在鹿儿岛大学担任JSPS研究员。承担和完成重点、杰青和重大科研仪器项目等国家自然科学基金项目。发表Web of Science 收录论文200余篇，被他人引用5000余篇次，2014-2021连续八年入选Elsevier中国高被引学者。2006年获教育部自然科学奖一等奖（第一完成人），2014年、2019年分别获四川省科技进步奖一等奖（第一完成人），2018年、2022年分别获四川省教学成果一等奖（第一完成人），2018年获国家自然科学奖二等奖（第一完成人），2021年入选2020全球前2%顶尖科学家榜单（“生涯影响力”和“年度影响力”双榜单）。

傅正义，武汉理工大学材料学科首席教授，材料复合新技术国家重点实验室主任，国家杰出青年基金获得者；中国工程院院士、俄罗斯工程院外籍院士、世界陶瓷科学院院士、美国陶瓷学会会士、欧洲陶瓷学会荣誉会士；国家重点研发计划“基础材料”专家组专家，教育部科技委材料学部委员；国家自然科学基金委创新群体、国防科技创新团队学术带头人。长期从事多功能陶瓷与陶瓷基复合材料、结构/功能一体化复合材料、新结构与新材料体系探索、原位反应合成与制备新技术、高效烧结与加工新技术、材料过程仿生制备新技术等方面的研究。先后获国家技术发明二等奖2项、国家科技进步三等奖1项、省部级科技与教学奖励一等奖7项，发表高水平学术论文400余篇，获授权发明专利90余项。