水凝胶是一类含水量极高的亲水性聚合物软材料。水凝胶基于其突出的组织相似性以及柔软性被广泛地应用于组织工程、药物缓释、柔性电子等领域。通过对水凝胶结构设计能够实现对水凝胶性能的设计与调控,如:机械韧性、自愈合性、粘附性、抗冻性、导电性等。近年来,粘附性水凝胶的设计与开发获得了极大的关注,并在柔性电子应用领域发挥了重要作用。然而,至今大部分粘附性水凝胶仍然面临力学性能弱、粘附性差、无法实现耐用性粘附性以及湿润环境下的粘合等问题,这就限制了粘附性水凝胶的发展与应用。针对以上问题,本工作提出了碱基增粘水凝胶策略,开发出了系列碱基增粘水凝胶,并通过水凝胶结构设计,成功赋予水凝胶通用性粘性、强健的粘韧性能、反复性粘性、水下粘合性能、油下粘合性能、宽温度范围下的粘附性等优异的功能特性,并将其应用于汗湿皮肤传感器,实现了对人体运动信号的准确监测。具体的研究工作分为如下研究内容:（1）将碱基分子作为粘性因子引入到聚丙烯酰胺水凝胶体系,成功地制备了系列独立碱基增粘水凝胶。碱基增粘水凝胶依靠碱基分子与相应元素组分产生氢键作用、金属络合、π-π堆积作用、疏水相互作用等物理粘附作用而实现对不同材料的粘附。每种碱基增粘水凝胶对玻璃、橡胶、塑料、木材、聚四氟乙烯和金属等固体基材以及小鼠的肝脏、脾脏、心脏、肺、骨和肌肉等生物组织均表现出优良的粘附性能。这种碱基增粘策略对粘附性软材料的设计与发展具有重要意义。（2）为了提高水凝胶的粘韧性能,本部分工作利用腺嘌呤与尿嘧啶构建了一种碱基对增粘聚丙烯酰胺水凝胶。该水凝胶利用碱基对间的氢键作用调控水凝胶体系内聚力与粘结力的平衡,进而实现了对水凝胶粘韧性能的调控。同时,该水凝胶仍然具有对各种固体材料和生物组织的优异的通用性粘性。重要的是,基于良好的粘结力与内聚力平衡,该碱基对增粘水凝胶还展示出了优异的反复性粘附性。（3）水下粘附性在组织粘合剂、可穿戴传感器、生物电子界面等领域具有重要意义。尽管碱基增粘聚丙烯酰胺水凝胶表现出优异的粘附性,但由于其高的亲水特性而无法实现水下粘合。针对这一问题,我们通过对水凝胶网络结构的设计,制备了碱基增粘有机凝胶。当该有机凝胶应用于水下粘合时,水分子将会渗透进入到凝胶体系置换其内部的DMSO分子,形成溶剂转换现象。这种溶剂转换将诱导凝胶表面的疏水分子聚集,增强凝胶表面的疏水性去除水化层,而产生水下粘结作用,同时凝胶网络中的腺嘌呤基团则通过与基材表面产生相应的物理粘附作用来增强粘附力。最终,有机凝胶转换成水凝胶并实现水下粘合性能。该水凝胶在水下环境中对各种材料均展示出优异的通用性粘附性。此外,这种碱基增粘凝胶展示出了高的力学性能,良好的恢复性、以及抗溶胀性能。（4）基于前一部分研究工作,通过进一步调节水凝胶体系的亲疏水组成,构建了一种由亲疏水协同组成的碱基增粘溶剂下粘合水凝胶。基于其二元协同的亲水疏水组成,该水凝胶在水、海水、酸和碱水溶液（p H=3和10）以及正己烷、氯仿、乙醇、豆油等液体中对各种材料均展示出优异的粘附性能。此外,该水凝胶不仅展示出了良好的机械韧性,还可以实现在水下与有机溶剂下良好的非溶胀性。（5）自粘性水凝胶电子在可穿戴领域吸引了极大的注意力,但目前大多数粘性水凝胶无法应用于汗湿皮肤表面,这就限制了其应用范围。针对这一问题,本部分工作构建湿性粘韧水凝胶。该水凝胶在水和油中表现出对各种基材的粘附性能,抗溶胀行为,以及从-20到80°C宽温度范围下显著的机械稳定性和粘合性。进一步,通过将导电离子引入到该水凝胶体系构建湿性粘韧导电水凝胶,并将其应用于汗湿皮肤传感器。基于其优异的湿润粘附性,其可以有效地粘附在人体湿润的皮肤上,并用于监测各种人体运动和生理活动。这种具有湿润粘合性且抗冻的强韧型水凝胶将在柔性电子设备、软机器人、电池粘合剂等领域具有重要研究价值。