聚乙烯醇/聚吡咯复合导电水凝胶应变传感器的制备及性能

王 杰，李 莹，邵 亮，白 阳，马忠雷，马建中

（1.陕西科技大学化学与化工学院,陕西省轻化工助剂重点实验室,中国轻工业轻化工助剂重点实验室,西安710021；2.绵阳京东方光电科技有限公司,绵阳621000；3.陕西科技大学轻工科学与工程学院,西安710021）

水凝胶［1，2］作为一种智能材料吸引了许多科技工作者的兴趣.其由一种或多种亲水性高分子或聚合物通过共价键、氢键或离子键等作用交联形成，类似于天然细胞组织，具有很强的吸水能力和形成氢键的能力；其性质柔软，具有与生物组织相似的良好柔韧性、优良的拉伸性和自我修复能力，能保持一定的形状，是一类具有发展前景的生物材料，可以适应多种复杂的环境，因此成为可穿戴或可植入式电子设备［3～6］所需材料的理想候选者.

导电聚合物［7］是一类具有与无机半导体和金属类似的独特电学和光学特性的有机材料，其合成方法简单且成本效益高.在常见的导电聚合物中，聚吡咯［8～13］因电化学性能优异、稳定性和相容性较好、易于制备而被广泛用于制备导电复合材料.但由于其具有刚性、易碎和疏水的特点，且拉伸性不佳，因此难以满足诸如应变传感器、超级电容器及生物医学设备等的要求.聚乙烯醇（PVA）水凝胶［14～16］具有良好的生物相容性，且成本低廉、制备过程简单，但一般的PVA水凝胶导电性不佳，而且不能兼具高强度和高韧性，应用于柔性传感器时因灵敏度低、延展性有限和稳定性差而受限.如Ge等［17］以一种利用丙烯酰胺和聚乙烯醇制备的二元网络导电水凝胶作为压力传感器，发现该复合水凝胶的最大拉应力仅为183.8 kPa；……