近日，华南理工大学钱勇研究员与广东工业大学邱学青教授团队基于木质素邻苯二酚化学结构与水合盐可逆相变调控，开发了一类电刺激响应强韧粘附水凝胶（PL-SAT）（图1）。该材料仅需1 V 低压电刺激触发结晶相变，即可协同提升界面粘附与本体的内聚强度。非晶态下凝胶柔软可变形、可与各类基底实现预贴合，电刺激结晶后界面韧性可提高8~40倍（图2）。结合多尺度实验表征与分子动力学模拟，团队阐明了该体系粘附增强机制：宏观下的机械互锁及分子尺度的木质素邻苯二酚-结晶紧密重拍协同作用，共同实现了电触发粘附增强（图3）。凭借电调控粘附、可逆相变及形状记忆优势，PL-SAT 可作为柔性器件功能粘附层，能够与多种商用弹性体牢固复合（图4）。机械手压力传感阵列、大面积肌电表皮电极阵列验证，该粘附层可有效避免器件脱层漂移，抑制运动伪影，肌电采集性能优于商用 Ag/AgCl 电极，在可穿戴生物传感与机器人感知领域拥有广阔应用前景（图5）。将该水凝胶作为粘附层集成柔性传感器件后，可显著提升信号传输稳定性与抗运动干扰能力，为智能机器人、人机交互大面积柔性器件提供全新的技术思路。

  2026年9月20日，该工作以 “Electrostimulus Phase-Transition Mediated Robust Adhesive Hydrogels” 为题发表在《Advanced Materials》上（Adv. Mater., 2026, 0:e75100）。文章第一作者是华南理工大学申金来博士。该研究得到国家自然科学基金等项目资助。

图1. 电刺激增强粘附水凝胶的设计与机制。

图2. PL_x-SAT水凝胶的力学性能与电刺激粘附增强效应。

图3. PL-SAT结晶-相变诱导粘附增强机制。

图4. PL-SAT的力学性能与形状记忆性能。

图5. 基于PL-SAT的表皮电极阵列构建及其性能。

  该工作是团队围绕生物质木质素基功能水凝胶开展柔性生物电子研究的代表性成果之一。木质素是储量巨大的农林生物质资源，团队长期致力于木质素的高值转化，针对表皮电子对粘附、导电、抗运动伪影的多重需求，陆续开发了系列木质素基导电粘附水凝胶材料。在过去的数年中，团队受贻贝粘附蛋白启发，将氨基酸引入碱木质素并经去甲基化构建儿茶酚粘附位点，开发贻贝仿生木质素粘附材料（Adv. Mater., 2024, 36, 2407129），系统揭示木质素与皮肤界面的氢键、阳离子-π相互作用粘附机制；进一步借鉴蜘蛛丝双层结构，发展木质素表面粘附工程策略，构筑强韧粘附水凝胶，实现柔性表皮阵列传感（ACS Sensors, 2026, 6c00347）；同时发展木质素前驱体激光诱导石墨烯无损集成技术，实现可持续柔性可穿戴电路制备（Adv. Mater., 2026, 0:e74667）。除此之外，团队突破高含量木质素共聚难题，制备了各向异性可切换粘附有机水凝胶（Adv. Funct. Mater., 2025, 35, 2413597），实现按需贴附-无损剥离以及无运动伪影的生理电信号采集。这类木质素基生物质材料充分挖掘木质素本征粘附特性，可实现粘附性能的可控调控，获得多工况下稳定的皮肤-器件界面，支撑大面积表皮电极阵列、多功能柔性传感器件的可靠应用。以这些木质素基功能体系为基础，团队持续探索生物质高分子的界面调控、导电制备策略，系统研究材料结构与可穿戴传感性能之间的构效关系，为绿色、高性能柔性生物电子器件开发提供理论与技术支撑。

  原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.75100