一、研究背景
柔性电子技术的飞速发展在可穿戴设备、软机器人、人机交互、电子皮肤以及柔性储能设备等诸多领域开辟了前景广阔的应用。尤其值得一提的是，水凝胶由于能够紧密贴合皮肤，在可穿戴技术领域受到了极大关注。柔性水凝胶可穿戴传感器在将刺激信号转换为易于观测的电信号方面起着关键作用，这使得它们在运动传感和生物医学监测等领域颇受欢迎。通过将水凝胶的柔韧性与导电材料的结构及电化学特性相结合，导电水凝胶为传统刚性电子设备提供了一种很有前景的替代选择。这些导电水凝胶分为电子型和离子型，通常会掺入诸如石墨烯、过渡金属碳化物（Mxene）、碳纳米管、离子液体以及液态金属等材料，以便在网络内形成连续导电通道的同时提高导电性并保持柔韧性。
二、文章简介
吉林大学王磊团队采用了一种物理化学双重交联的方法研制出了一种多功能导电水凝胶（P-EPL/CT），该方法涉及聚乙烯醇、没食子酸修饰壳聚糖、单宁酸、鸡蛋壳膜蛋白（ESM）、溶菌酶以及四臂马来酰亚胺。在使用离子液体/乙二醇/水（ILs/EG/H2O）三元溶剂来替代单一溶剂，使其具备了抗冻性和导电性。多酚化合物及溶菌酶的引入不仅增强了水凝胶的机械性能，还赋予了它卓越的抗菌能力，从而降低了伤口感染的风险。利用烟花烧伤小鼠模型对水凝胶的冷却性能以及促进伤口愈合的作用进行了评估，并且探索了其作为一种用于监测身体各关节的柔性应变传感器的潜在应用，这对伤口愈合监测有着积极的意义。这种有机水凝胶展现出了良好的抗菌性能和生物相容性，能在烟花烧伤后有效地进行紧急冷敷，并促进破损皮肤的湿性愈合以最大程度减少疤痕形成。在生物医学领域，这种多功能水凝胶可作为一种柔性可穿戴设备，实时监测伤口的运动幅度，为深度学习辅助伤口愈合提供了一种新途径。这种有机水凝胶作为生物领域柔性可穿戴设备所具备的多功能特性有着颇具前景的应用。
该工作介绍了一种多功能的 有机水凝胶柔性传感器，该传感器专为烟花导致的皮肤烧伤后的紧急冷敷及伤口愈合而设计。这种有机水凝胶传感器展现出了令人瞩目的机械性能，例如最大应力可达 2.15 MPa，伸长率为 605%，同时具备低至零下 39.5℃的抗冻性、抑菌率超过 96.5% 的抗菌性能以及细胞相容性。此外，作为一种应变传感器，它具有高灵敏度（在 100% 应变时应变系数为 1.14）和快速响应时间，能够有效地监测人体运动信号。所研制的有机水凝胶展现出了加速皮肤愈合、促进血管生成以及减少疤痕形成的能力。而且，它可用于监测手指关节损伤，并借助机器学习辅助的电信号实现智能的伤口愈合监测与防护。这项研究推出了一种集多种功能于一身的柔性设备，在生物医学领域的诸多应用方面展现出了良好的前景。
该成果以“Physicochemical Dual Cross-Linked Multifunctional Conductive Organohydrogel Sensors for Fireworks Burn Wound Healing and Intelligent Real-Time Monitoring”（《用于烟花烧伤创面愈合和智能实时监测的物理化学双交联多功能导电有机水凝胶传感器》）为题，于2024年 12月 12日发表在中国科学院长春应用化学研究所与美国化学会共同出版的期刊Polymer Science & Technology上。
三、论文信息
Physicochemical Dual Cross-Linked Multifunctional Conductive Organohydrogel Sensors for Fireworks Burn Wound Healing and Intelligent Real-Time Monitoring
Zhen-Chun Li, Yu-Yang Li, Zhan-He Zhang, Hui-Juan Cui, Xu Ji, Wen-Yu Wang, Ming-Lu Xu, Hui-Xin Ren, Chuang Du*, Wei-Wei Liu*, Lei Wang*
（*通讯作者，吉林大学生命科学学院分子酶学工程教育部重点实验室；中国科学院长春应用化学研究所；吉林大学口腔医院）
四、作者团队
王磊，吉林大学生命科学学院分子酶学工程教育部重点实验室教授，博士生导师，主要从事酶与仿酶催化功能分子的绿色创制研究。在绿色合成功能小分子及高分子领域取得一系列创新性的研究成果，研究论文先后发表于Chem. Sci., ACS Appl. Mater. Interfaces, Inter. J. Biol. Macromol., JACS au, Green Chem., Org. Lett., Org. Chem. Front., 等。研究方向：酶与仿酶催化功能分子，生物医用材料应用。
刘炜炜，2004年本科毕业于吉林大学口腔医学系（原白求恩医科大学口腔医学系），2007年毕业于吉林大学口腔医学院，获硕士学位，2012年毕业于吉林大学口腔医学院，获得博士学位。2013年在上海交通大学附属第九人民医院学习口腔颌面部软、硬组织缺损修复重建技术；2016.7-2017.7获得国家留学基金委全额资助，作为访问学者在世界著名的美国MD Anderson 肿瘤中心头颈外科从事头颈肿瘤的基础及临床研究，从事口腔颌面外科教学、临床、科研工作10余年，主要从事口腔颌面-头颈肿瘤综合序列治疗的临床及基础研究，擅长口腔颌面-头颈肿瘤外科手术治疗及术后缺损的各种游离骨、肌皮瓣显微外科修复与功能性重建。在治疗口腔颌面部各种骨折及牙槽外科等方面也有一定的经验。临床上开展了多项新技术、新疗法。以第一或通讯作者SCI收录9篇。
编辑：杨欢欢、佘婉宁
审核：王重洋