在当今科技飞速发展的时代，水下活动的监测与信息传输技术成为了多个领域的关键研究方向。从海洋科学研究中的生物行为追踪、深海资源勘探，到水下工程作业的人员安全监控、水下设备的状态监测，以及新兴的水下运动竞技和娱乐项目等，都对水下运动检测和信息传输提出了越来越高的要求。传统的水下监测与通信技术往往依赖于大型、刚性且复杂的设备，这些设备不仅成本高昂、体积庞大、不易携带和部署，而且在与人体或柔性物体的兼容性方面存在显著缺陷。

  导电水凝胶作为一种具有独特电学性能和良好生物相容性的柔性材料，为解决这些问题提供了新的契机。其柔软、可拉伸的特性使其能够与不规则表面紧密贴合，有望实现对水下物体（尤其是人体）运动的高精度、高灵敏度检测，能够精确捕捉如关节弯曲、肌肉收缩等细微动作变化，从而为水下运动姿态分析、运动损伤预防和训练效果评估等提供关键数据支持。然而，水下环境复杂多变，普通导电水凝胶极易受到水分子的影响而发生溶胀现象。溶胀不仅会导致水凝胶的力学性能劣化，使其难以保持稳定的形状和贴合度，更会严重破坏其内部的导电网络结构，造成电导率大幅下降，进而影响信号传输的稳定性和准确性，最终使基于水凝胶的水下监测与通信系统失效。 

  因此，开发一种具有抗溶胀性能的导电水凝胶迫在眉睫。为了实现这一目标，天津工业大学范杰教授、张青松教授和美国阿肯色大学寿万教授合作，通过超分子相互作用制备了一种具有出色抗溶胀性能的水凝胶，这种新型水凝胶将能够在水下长期稳定工作，保持可靠的导电性能和力学性能，为水下运动检测和信息传输技术的发展开辟新的道路。

图6. PTPAVI-Al³⁺水凝胶的水下应用

  总之，这项工作展示了通过超分子相互作用获得具有出色抗溶胀性能的多功能柔性可穿戴水凝胶传感器的可行策略，并显示了PTPAVI-Al³⁺水凝胶作为抗溶胀可穿戴应变传感器在水下运动检测和信息传输等方面的巨大应用潜力。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.158700