导电水凝胶在柔性电子器件、智能柔性机器人、生物医学等领域有很高的潜在应用价值，但高性能导电水凝胶的制备仍是一个难题，因为水凝胶的机械性能、导电性和环保性往往难以兼顾。聚乙烯醇（PVA）是一种由非化石原料而成的可生物降解材料，是制备水凝胶的常见原料，但纯PVA水凝胶的机械性能较差，需要加入填料进行改性。纤维素和木质素是自然界中含量最丰富的两种生物资源。纤维素纳米纤维（CNF）作为一种绿色增强填料，它与基体的弱相互作用在一定程度上限制了其增强效果。木质素含有丰富的有效官能团，但它易团聚的特性也使其难以发挥有效的增强效应。骨骼肌内部肌肉纤维高度定向排列的独特结构使其具有优异的机械性能和抗疲劳性能、以及可通过训练实现增强的独特属性。已有研究证实可通过机械训练法制备具有微晶取向结构的纯PVA水凝胶，但增强效果不够可观，且难以稳定。

图1

  在该研究中，绿色增强填料CNF在部分酶解木质素（DEL）的辅助下与PVA网络以强氢键作用相结合，同时，DEL还可以螯合足够多的导电成分Ag⁺，使复合水凝胶具有优异的导电性能。经过类肌肉增强机理的机械训练处理后，原本无序分布的CNF和各向同性的水凝胶网络结构实现了定向排列，所构筑的高度有序结构赋予了水凝胶沿训练方向优异的机械性能和各向异性的物理性质。该研究为同时具有优异力学性能和高导电性的绿色复合水凝胶材料的设计与制备提供了有效的参考价值，同时也为生物质的高效利用提供了借鉴。

  原文链接：https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.2c02506