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具有良好便携性和实时传感能力的柔性表皮传感器,因其在可穿戴智慧医学诊疗中的巨大潜力而在近年来取得了飞速发展。同橡胶和聚酯等柔性基体相比,水凝胶材料独特的组织相似性、良好的生物相容性以及显著的生物学特性,使其成为了构筑柔性表皮传感器的理想候选材料。然而,传统水凝胶传感器的机械、导电和传感性能差,自修复性、自粘附性和抗溶胀性能不佳,且功能单一,严重阻碍了其对全尺度人体运动和微小电生理信号（如心电信号（ECG）和肌电信号（EMG））的高性能监测与智慧医学诊断,同时缺乏诊断后有效的及时治疗功能。因此,开发新型多功能水凝胶材料以实现高性能的可穿戴智慧医学诊疗具有重要实际意义。MXene是一种新兴的二维纳米导电材料,具有丰富的表面官能团、高机械强度、高导电性、良好的亲水性以及优异的光热性能等诸多优良特性。因此,将MXene与水凝胶结合有望赋予水凝胶各种改善的性能以及多功能性,从而为可穿戴智慧医学诊疗提供一个理想平台。本论文旨在通过合理的分子设计和化学合成开发多功能MXene纳米复合水凝胶,并研究其在人体运动/电生理信号监测和智慧诊疗等方面的性能,为柔性可穿戴传感器诊疗一体化的实现开拓新思路。（1）自修复性能欠佳的水凝胶材料在反复形变下容易遭受各种意外机械损伤,大大缩短了水凝胶基传感器的使用寿命;同时,传统的水凝胶传感器功能单一,无法实现可穿戴智慧医学诊断和治疗的集成。本部分工作通过巧妙的EDC/NHS活化反应合成了苯硼酸接枝的透明质酸（HA-PBA）,然后将HA-PBA与MXene和聚乙烯醇（PVA）组装制得了一种基于动态硼酸酯键的多功能MXene/HA-PBA/PVA纳米复合水凝胶,并证明了MXene纳米导电网络的引入有效增强了水凝胶的机械、导电和传感性能。同时,该水凝胶在机械、导电和传感性能方面均表现出强大的室温快速自修复能力,能够有效增加水凝胶基传感器的使用寿命。基于该MXene纳米复合水凝胶的表皮传感器具有高传感灵敏度(S1=0.679kPa-1,S2=0.079 kPa-1)、宽检测范围（0.1-15 kPa）以及良好的稳定性,可用于监测不同幅度的人体运动以及微小的ECG和EMG信号以实现智慧健康诊断。此外,MXene纳米片还赋予了该水凝胶强大的光热性能,在近红外光（NIR,808 nm,1.00 W/cm~2）照射～120 s后即可快速升温至～54℃。因此,基于该水凝胶的传感器具有可靠的光热治疗能力,可根据传感信号诊断监测到手腕或肘部关节炎等疾病后,通过NIR光诱导的局部升温实现活血化瘀和抗菌消炎,用于关节炎等疾病的智能光热治疗。（2）水凝胶与皮肤表面始终保持良好的贴合是确保水凝胶传感器高性能传感的重要因素之一。然而,自粘附性差的水凝胶材料往往需要额外的胶带固定导致操作复杂等问题,且在传感应用中无法保持与人体皮肤的良好贴合以获得高质量的实时传感信号;此外,人体皮肤容易发生伤口出血和感染,突出了抗菌和止血性能的重要性。受贻贝粘附化学启发,本部分工作将富含儿茶酚基团的茶多酚（TP）和MXene纳米导电网络引入到了基于动态硼酸酯键的苯硼酸接枝海藻酸钠（Alg-PBA）/羧甲基壳聚糖（CMCS）水凝胶网络中,构筑了一种自修复、可粘附和抗菌的多功能MXene纳米复合水凝胶。该水凝胶不仅表现出增强的机械、导电和传感性能以及优异的自修复性能、可注射性和降解性能,而且对各种有机、无机材料表面均表现出高强度（塑料32.76 kPa、橡胶25.26kPa、玻璃23.83 kPa、金属14.01 kPa和猪皮18.74 kPa）和可重复的粘附能力。同时,本工作证明了TP带来的粘附性有利于MXene水凝胶基表皮传感器获得高质量的人体生理和电生理信号。此外,该水凝胶还具有良好的生物相容性,强大的抗菌能力（对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为93.06%和96.30%）以及快速有效的止血能力,能够有效防止人体皮肤出血和感染,并在伤口治疗中展现出巨大应用潜力。（3）水凝胶的力学强度和拉伸性能同样对水凝胶传感器的传感性能有着重要影响,且水凝胶在潮湿环境下的溶胀行为会对伤口造成额外压力,导致二次损伤和其他严重不良反应,不利于后续的可靠治疗。本部分工作通过冻融法诱导MXene纳米片与低熔点琼脂糖（Agar）和PVA的超分子组装体产生物理交联制备了一种高度可拉伸（高达480%）且抗溶胀的MXene纳米复合水凝胶（MXene/Agar/PVA）。通过改变冻融次数实现了对水凝胶机械性能的有效调控,并通过研究不同机械性能对其传感性能的影响,证明了优异的拉伸性能可以有效拓宽水凝胶传感器的应变传感范围,而良好的弹性有利于快速传感响应。基于该水凝胶的柔性传感器实现了高灵敏、宽检测范围和良好稳定的应变传感,可用于超灵敏的健康监测以及智能可穿戴人机交互。同时,它还具有优异的生物相容性、抗溶胀性（PBS溶液中浸泡24 h的溶胀率为～4.24%）和光热性能,可在医疗监测后通过短时间的NIR光照射实现快速光热升温,用于手腕关节炎等疾病的智能光热治疗。另外,基于温敏性Agar的MXene水凝胶可以在长时间的NIR光照射下触发软化和部分解离,实现装载药物的按需释放并表现出强大的协同杀菌作用。因此,该凝胶与NIR光和抗生素相结合可用于伤口的光热/药物协同治疗,并能有效促进伤口愈合。