近些年来可穿戴设备在电子皮肤、软机器人和人机界面等领域得到了快速发展,因此也引起了研究人员的广泛关注。而传统电子中一般常用的性能较高的电子器件通常都是刚性的且不可随意弯曲的,对于人体来说,人体皮肤表面是柔软且随时可发生形变的,所以传统电子设备是很难固定在人体组织表面,这就大大限制了电子设备和人体进行有效接触与贴合。本文根据柔性可穿戴传感器研究现状,选择了与人体皮肤类似的水凝胶材料,构建了具有导电性、自愈合、自粘附、保湿的有机水凝胶,研究具体工作如下:1.以甘油/水的二元溶剂为分散介质,以多巴胺接枝的海藻酸钠(Alg-DA)、苯硼酸接枝的海藻酸钠(Alg-PBA)和聚丙烯酰胺(PAAM)为聚合物网络,对MXene纳米薄片网络进行简单包覆,制备了一种导电、自愈、粘结、保湿的MXene纳米复合有机水凝胶。由于接枝苯硼酸的海藻酸钠中的苯硼酸基团与接枝多巴胺的海藻酸钠中的儿茶酚基团能够形成动态硼酸酯键,因此所制得的MXene纳米复合有机水凝胶具有优异的自愈合能力。此外MXene纳米复合有机水凝胶还具有优异的自粘附性能和持久的保湿性(10天)。将MXene纳米复合有机水凝胶组装成可穿戴传感器,检测人体运动,包括大变形(手指弯曲和手腕弯曲)和微小变形(吞咽、呼吸和脉搏),并具有持久的稳定性。同时,组装好的表皮传感器可以通过连接无线发射器实现对人体活动的无线监测。这项工作为用于个性化医疗监测、人机界面和人工智能的柔性、自愈性、粘性和长期湿润的表皮传感器和电子皮肤的开发提供了新的曙光。2.将接枝多巴胺的海藻酸钠(Alg-DA)和接枝苯硼酸的海藻酸钠(Alg-PBA),对MXene纳米片进行包覆,然后再用甘油进行溶剂置换,制备具有自修复、自粘附的瞬态有机水凝胶;并可以组装成可穿戴传感器,检测人体运动,还可以经蓝牙与手机连接实现对人体活动的无线监测。该有机水凝胶传感器有望应用于个性化医疗监测、健康医疗诊断等领域。