双网络纤维素水凝胶电解质

耐−40至80°C

通过霍夫迈斯特效应辅助构建的层级氢键网络，使水凝胶在极端温度下保持力学和导电性能，适用于长期可穿戴监测。

Rongzheng, Wang · 庞慧芳 · 管仁国 · Wenbo, Du

Journal of Materials Science and Technology 2026

参数信息

拉伸应变

1300 %

循环稳定性

2000 cycles

电导率

72.88 mS cm⁻¹

工作温度范围

-40 to 80 °C

超级电容器电容

422.545 mF cm⁻²

技术优势

高拉伸不断裂

刚性结晶区和丰富氢键位点形成的动态氢键网络赋予水凝胶超过1300%的拉伸形变，可直接用于大幅度活动监测。

宽温域可用

甘油与聚合物链形成的动态氢键网络抑制冰晶形成并减少水分蒸发，使水凝胶在−40至80°C保持柔韧和导电。

导电又储能

NaCl和碳纳米管作为物理增强剂协同提升电导率至72.88 mS cm⁻¹，同时用于超级电容器时电容达422.545 mF cm⁻²。

应用场景

• 水凝胶电解质：在柔性储能器件中替代液态电解质，兼具离子传导和力学支撑。
• 柔性传感器：直接作为应变传感元件，拉伸超过1300%仍保持信号稳定。
• 可穿戴健康监测：贴附皮肤监测心率和脉搏，在宽温域内长期工作。
• 柔性超级电容器：作为凝胶电解质和电极基底，实现422.545 mF cm⁻²电容的可弯曲储能。
• 仿生电子皮肤：模拟皮肤的分层网络结构，兼具柔韧、导电和环境耐受性。