聚氨酯脲（PUU）是一类具有优异性能的高分子材料。得益于独特的微相分离结构,PUU具有优异的机械性能（包括弹性、韧性和耐久性等）和生物相容性,在生物医学等领域具有广泛应用。聚氨酯脲结构可调,通过调节软、硬段的亲疏水性,可以制备出从疏水性、两亲性到亲水性的一系列聚氨酯脲。本学位论文以两亲性PUU为研究对象,主要研究内容如下:1)彩色编码高强度PUU超分子水凝胶:水凝胶是一种具有三维网络结构的、高含水量的软物质,具有性质柔软、生物相容性好等优点。水凝胶用途广泛,在软体机器人、药物缓释和组织工程等领域显示出巨大的应用潜力。目前已报道的水凝胶虽然组分、性能和用途不同,但多是无色透明或浅色的,颜色单一,外观区别不大,难以直观识别。在实际应用当中,我们往往需要根据实际情况对同一凝胶制品、器件的不同部位,或是同一系列的不同凝胶进行着色,以便直观识别,方便观察比较。因此,诸多领域对色牢度稳固、可根据实际需求进行彩色编码的高强度水凝胶有着巨大、迫切的需求。本文成功制备了双官能度的三原色扩链剂,利用红、黄、蓝三原色小分子二元醇为彩色基元,通过逐步聚合反应将其共价接入到聚氨酯脲主链中,制备了红、黄、蓝三原色彩色大分子凝胶因子。继而依据三原色的混合配色原理,构筑了非共价交联的高强度全彩系彩色编码超分子水凝胶。进一步用不同的外观颜色来直接标识其不同3D打印形状、力学强度、电导率等性能。2)可拉伸、透明、导电PUU离子凝胶:随着柔性透明可穿戴电子、可视化人机交互、柔性触控屏、有机光电和光伏产业的日益兴盛,大量电子器件的广泛应用带来严重的电子垃圾问题,集透明、可拉伸、可3D打印、可黏附、可愈合和可回收等功能于一体的导电材料的研发已成为迫切需求和有挑战性的前沿研究热点领域。在本论文中,我们以上述两亲性聚氨酯脲（PUU）共聚物和离子液体（IL）分别作为弹性基体和电解质,制备了一种高透明（可见光透过率高于93%）、可拉伸（断裂伸长率1500～2500%）和高导电（25℃,2.25 S·m-1）的离子凝胶,它同时集可3D打印、可愈合、可粘合和可回收等特点于一体。令人惊喜的是,通过3D打印得到的离子凝胶依然具有优异的机械强度,断裂应变、断裂强度和杨氏模量分别为2200%、1.51 MPa和0.2 MPa,能够提起自身重量3400倍的砝码或承受自身重量10000倍压力的压缩而不破裂。此外,溶液涂膜和3D打印得到的离子凝胶薄膜在应变传感方面均表现出高灵敏度、宽应变传感范围和稳定性,可用于监测各种人体运动。3)透明高介电常数PUU离子凝胶:电容型柔性压力传感器因能耗低、响应速度快、检测限低和传感稳定性好等优点受到了广泛的关注。其主要部件由介电层和电极组成,其中介电层的介电常数是影响电容型传感器灵敏度的关键因素。在电容式传感器的进一步应用中（如触摸屏等领域）,不仅要求传感器具有高灵敏度、高机械强度,还要求其具有比较好的透明性。因此,制备一种同时具有高介电常数、高机械强度、高透明度等优异性能的材料具有重要意义。为此,我们将高介电离子液体（[BMIm]BF4）和高强度、高透明的两亲性聚氨酯脲结合起来,成功制备了一种高强度、高透明和高介电的离子凝胶。高介电离子液体的引入大大提高了 PUU的介电常数,当[BMIm]BF4的含量达到30wt.%时,凝胶的介电常数达到了 2369.9（Freq=1 kHz时）,为纯PUU介电常数的1000倍以上,而介电损耗仅有1.71。此外,高介电离子凝胶还有优异的透明度（可见光透光率90%以上）和机械强度（断裂拉伸强度高达10.81～32.74MPa）。