低共熔凝胶是近年来出现在凝胶家族中的一类新型软材料，由三维交联网络和低共熔溶剂（DES）形成。低共熔溶剂作为一类新型绿色溶剂，由2种或2种以上的化合物（Lewis或 Brønsted 酸和碱）通过氢键形成，具有制备简单、挥发性低、可燃性低、导电性好等优势，故以其构筑的低共熔凝胶呈现水凝胶、有机凝胶、离子液体凝胶等无法比拟的独特性能。DES具有强的可设计性，这意味着其物理化学性质可通过选择适当的对应组分进行微调。目前已有疏水型、可聚合型、天然型、超分子型低共熔溶剂被相继报道，利用这些性质各异的DES构建成低共熔凝胶并不断发展多功能体系的研究取得了一些重要进展。

基于低共熔凝胶的柔性可穿戴传感器通常设计用于室温露天环境，不适合低温、潮湿及水下的特殊极端条件。这种限制主要源于凝胶在低温环境中易结冰，在潮湿或水下环境易溶胀、导电离子易泄漏且性能不稳定。同时在实际应用中，无处不在的低频振动易导致凝胶输出信号不稳定发生故障。为保证凝胶在上述极端条件下正常工作，作者首先制备了具有优异抗冻性和导电性的DES（EC-LiTFSI），将可聚合的两亲分子: 1-乙烯基-3-烷基咪唑溴化物（VCnIMBr，n = 12、14、16）引入DES探究其组装相行为，结果表明可形成胶束、层状液晶相等聚集态。通过自由基引发聚合，液晶的层状相结构可原位锁定固化，从而获得具有纳米有序结构的液晶凝胶电解质用于高效传输导电离子（Small 2023, 20, 2305463）。随后，又通过化学共价交联将DES固化在丙烯酸羟乙酯聚合物网络中。DES中EC的C=O作为独特的电子供体，与Li⁺产生强配位相互作用，促进Li⁺从LiTFSI中解离，实现优异的导电性。利用表面电容传感机制，该凝胶被设计成条带和矩形触摸面板，即使在低温环境和受压后恢复的状态下，也能高效定位手指的触摸轨迹。(ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 16, 29248)。

为进一步探究凝胶在水下传感的可能性，利用自然界中的二元协同互补现象，在凝胶内部设计了一种异质网络结构，即将亲水(HEA)和疏水(TFEA和LMA)单体固化在疏水DES中，形成疏水异质网络凝胶。疏水界面和内部的疏水网络结构阻止水分子和导电离子穿越边界，提高了抗膨胀能力和水下稳定性。进而将凝胶贴于关节部位实现水下通信，用于控制机械臂的运动映射自闭合和自旋转，并控制报警器实现水下自报警。

(Mater.Horiz.2025,DO1:10.1039/d5mh01437a)。

此外，作者还在疏水网络中制备了一种具有异质两相结构的自阻尼离子凝胶。含氟聚合物之间独特的自组装行为使相分离更容易发生，从而将阻尼和弹性功能解耦到两个不同的相中，实现了抗冲击和抗噪声干扰能力的人体运动感应和水下通信。

(ACS Appl.Polym.Mater.2024,6,13594)。

基于上述的研究进展，思考如何通过材料创新赋能器件柔性化、高性能化与多功能集成。胶体软物质（如液晶、乳液、凝胶等）因其独特的自聚集能力、可调控的微/纳米通道和流变性能，为这一难题提供了突破性思路。近期，作者系统梳理了基于胶体软物质的柔性器件设计策略与应用进展，成果发表于《Advances in Colloid and Interface Science》（IF=19.3）。主要涵盖3方面: 电解质材料设计:液晶电解质、乳液电解质、凝胶电解质；电极材料设计: 以乳液、水凝胶和气凝胶为基础，构建多孔电极结构，增加活性位点；性能提升机制: 通过调控胶体软材料的纳米结构、界面化学和机械性能，实现储能器件能量密度、功率密度和柔韧性的协同优化。未来可进一步探索新型多功能胶体软物质以及多功能集成等方向，为下一代储能传感技术开辟路径(Adv. Colloid Interface Sci. 2025, 345, 103629)。

以上工作先后发表在胶体与界面化学相关期刊，通讯作者为烟台大学青年教师武文娜，合作通讯作者为山东大学郝京诚教授。上述工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省青年科技人才托举工程的资助。

文章链接：

https://doi.org/10.1016/j.cis.2025.103629

https://doi.org/10.1039/D5MH01437A

https://doi.org/10.1002/smll.202305463

https://doi.org/10.1021/acsami.4c04386

https://doi.org/10.1021/acsapm.4c02122