柔性可穿戴電子設備在智能傳感器、柔性機器和表皮電子學等領域具有廣泛應用前景，導電水凝膠具有優異的機械性能、高離子導電性、良好的生物相容性以及與軟組織的相似性程度高，被認為是一種很有前景的候選材料。皮膚運動過程常伴隨復雜的多維度形變，如拉伸、起皺和彎曲，這對水凝膠傳感器的強度和韌性提出了較高要求。精準感知這些形變是實現運動監測和健康管理的關鍵。因此，同時實現高拉伸強度和高韌性對于提升導電水凝膠的實際應用價值至關重要。然而，導電水凝膠往往難以同時具備高拉伸強度和高韌性，這一矛盾嚴重限制了其循環穩定性和機械耐用性的提升。
近日，河北工業大學化工學院能源催化材料團隊在可穿戴手勢識別研究中取得進展。該團隊模仿蜘蛛絲的軟硬多相結構，在硬相氫鍵有機框架（HOF-F）孔道中進行低共熔溶劑聚合（PDES）制備了軟硬多相導電水凝膠（HOF-F/PDES）。硬相HOF-F上的氟基團與軟相PDES之間產生多重非共價作用，促進了水凝膠的能量耗散和離子傳輸，從而使其強度、韌性和導電性顯著優于不含氟基團的HOF水凝膠。當HOF-F/PDES用作應變傳感器時，表現出快速的響應時間、高的靈敏度以及長循環穩定性，同時HOF-F/PDES傳感器能夠監測人體活動，并與可穿戴手套結合，識別和轉換手勢。
這項工作不僅為設計用于可穿戴手勢到識別轉換設備的堅韌且導電的水凝膠提供了新的見解，而且還為基于HOFs水凝膠的下一代智能電子設備的發展提供了新方案。
相關成果以“Energy Dissipation Mediated by Multiple Noncovalent Interactions in Hydrogen-Bonded Organic Frameworks-Based Hydrogels for Wearable Gesture-to-Recognition Translation”為題發表在Angewandte Chemie International Edition?上（ Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202514750.），王瑞虎研究員和王丹博士為論文通訊作者，碩士生劉國輝為論文第一作者。
全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202514750\
文圖/劉國輝 王丹丹 審核/李敬德 王瑞虎
