半纤维素作为一种天然的多糖聚合物,具有可再生、亲水及生物相容等特性,可作为合成功能水凝胶的原料应用于生物医药和组织工程等领域。其中,具有导电性能的半纤维素基水凝胶在刺激细胞活性和制备柔性传感器方面有很大的潜力。本论文以半纤维素为天然亲水原料,引入导电聚合物、聚乙烯醇、丙三醇及单宁酸等,合成功能复合导电水凝胶,研究其结构组成及功能,并探究其在柔性传感器等领域的应用,为半纤维素的功能化发展提供新的思路。主要研究内容如下:以半纤维素作为骨架,与羧基封端的导电苯胺五聚体（CTAP）在Na OH溶液中通过一锅法化学交联制备了导电水凝胶。该水凝胶具有高的热稳定性和均匀的孔状结构,其孔径随着CTAP含量的增加而减少。水凝胶展现出高的溶胀能力,在润胀15 h后仍保持稳定的网络结构。水凝胶的电导率为2.11×10^-3 S/m,足以实现对生物细胞的电活化。以半纤维素作为亲水载体通过吡咯的聚合合成半纤维素/聚吡咯导电复合物,然后与丙三醇、聚乙烯醇和硼砂进行物理交联后,通过Na Cl溶液的浸泡合成多功能复合水凝胶。与聚吡咯相比,半纤维素/聚吡咯的接触角降至58.7°,亲水性增加。丙三醇和Na Cl的引入使水凝胶的冻结和解冻温度分别降至-43.1和-22.1°C。凭借网络中形成的多种氢键和硼砂的络合作用,水凝胶的拉伸应力和应变分别达480.6 KPa和1094.9%,展现出良好的重塑形能力,并在放置7天后仍具有较高的保水率。水凝胶的电导率为5.14S/m,在拉伸500%时相对电阻变化达到了2456.7%,以其组装的应变传感器准确和稳定地监测了手指和手腕弯曲以及喝水和说话时的喉咙形变的信号,有望用于运动监测和健康监护等领域。将半纤维素/聚吡咯复合物、聚乙烯醇和单宁酸引入聚丙烯酰胺网络中制备了透明的半纤维素基多功能导电水凝胶。过硫酸铵产生的自由基能持续减小聚吡咯的团聚颗粒,使可见光透过水凝胶网络。在2 mm的厚度下,水凝胶仍能保持79.6%的透光率,并且电导率达3.12 S/m。水凝胶的拉伸应力和应变分别达319.7 KPa和1428.5%,并能稳定、可重复地粘附在包括皮肤在内的多种材料表面。该水凝胶在应变下有良好的相对电阻变化和灵敏度,利用其组装了可穿戴应变传感器,可以快速、准确地监测食指和肘部弯曲及休息和运动后脉搏跳动的应变传感信号,在运动监测和个人医疗诊断等领域具有潜在的应用价值。