导电水凝胶作为典型的软湿材料,由于其独特的柔软性、生物相容性和三维网络结构,近几十年来已成为制备传感器的优秀材料。然而,传统的水凝胶经过长时间的重复挤压和变形过程中由于机械性能比较差,导致凝胶功能丧失,无法满足当今社会复杂的应变环境。同时,水凝胶的传感器非常依赖自身的机械信号的采集和电信号的传导。这些因素严重限制了导电水凝胶作为应变传感器的实际应用。因此,为了持续保持网络结构的完整性,可以增强水凝胶的自我修复能力来修复损坏的网络结构,从而提高耐久性和可靠性。另一方面,在变形过程中,可以通过离子导电的机制来最大限度的提高导电网络接收外部应变的反应,进而获得优异的传感性能。因此,本论文的主要研究内容包括以下两个方面:基于非共价键相互作用,制备了离子导电水凝胶,实现了高灵敏度和循环稳定性。本文选用甲基丙烯酸钠和1-乙烯基咪唑作为水凝胶单体,在络合二价金属钴离子后,加入交联剂和引发剂,紫外引发得到金属导电水凝水凝胶。其中金属钴离子交联在单体上可以形成金属配位键,单体间还存在氢键作用,这两种可逆的非共价键相互作用作为水凝胶的第一刚性网络,引发剂聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）与单体之间的共价交联作为第二柔性网络,两种网络相互交织互穿为凝胶的机械性能提供了保障。继续对金属离子的浓度和种类进行调控,探究了这些因素对水凝胶的机械性能、自恢复性能以及传感性能的影响。同时,凭借水凝胶这些优异的性能,能够对人体的生理信号和肢体运动进行实时监测,主要包括关节活动、躯干弯曲、脉搏跳动、吞咽动作、深浅呼吸、声带震动等。此外,我们还利用这种水凝胶设计了压力分布传感器阵列,以解决当前社会普遍存在的足部健康问题。当足部产生应力时,水凝胶阵列将压力信号转换为电信号,可以实时准确显示足部的受力情况,这一方法途径为预防和诊断青少年的各种足部疾病提供可行性策略。提出了一种强韧、抗菌和粘附的离子液体/两性离子水凝胶的制备策略。在上一部分的工作中,金属离子应变传感器水凝胶存在粘附力较弱而无法紧密贴合皮肤表面的问题,可能会影响实时监测结果的准确性和可信度。同时,考虑到皮肤伤口感染也是全球面临的主要健康问题之一,而普通抗菌伤口水凝胶存在机械性能较差、组织粘附性弱且缺乏持久抗菌活性等问题。本文进一步开发了一种新型的离子液体/两性离子水凝胶。利用自主合成的阳离子咪唑离子液体（UL）作为抗菌剂,在体系中加入丙烯酰胺（AM）和两性离子（SBMA）为水凝胶,构建网络骨架。由于离子液体具有较强的氢键作用和静电偶极作用,且存在多重氢键的网络结构,使水凝胶具有较高的机械强度和可重复的自粘合性,同时离子液体中的脲基和SBMA的抗细菌粘附的机制,使所制备的水凝胶具有抗菌性能。综上所述,本文主要通过多种非共价键相互作用,调控水凝胶网络和导电网络,构建出可逆且抗疲劳的能量耗散机制,并通过离子电流的形式传输离子,使水凝胶具有优异的导电性和传感性能。此外,将高应变灵敏度的高强韧性导电水凝胶应用在柔性电子器件的设计和制造上,为制备人造皮肤和柔性智能传感器提供了更简单、更快速的可行策略。