图1 超分子-聚合物双网络材料
（1）超分子-聚合物双网络材料设计概念的提出
区别于以往的纯聚合物双网络材料构筑策略，本课题组将非共价键自组装的鸟苷基超分子网络引入到共价交联的聚合物网络中，设计构筑了系列超分子-聚合物双网络水凝胶（图2），并开发了其在高拉伸柔性可穿戴能源存储器件中的应用。与聚合物单网络水凝胶相比，SP-DN水凝胶具有超高的拉伸性（伸长率>1600%）、导电性（571.1 mS cm–1）和优异的界面粘附性。以该水凝胶为半固态电解质所制备的Zn-air电池具有超高的器件级拉伸率（单轴拉伸>1000%，全向拉伸>1000%）、优异的防水性能、高的功率密度和稳定的长循环寿命。串联后的一维纤维状锌空气电池可以便捷地编织在柔性织物上并给智能手机持续充电，显示出优异的可穿戴性能。
图2 SP-DN水凝胶的构筑，性能及其应用研究
（2）SP-DN低共熔凝胶及其在全凝胶软电池、智能软体驱动器等领域的应用研究
在上述SP-DN水凝胶研究工作的基础上，我们进一步将该材料设计理念由水体系拓展到低共熔溶剂（DES）体系，构筑了系列集优异力学、电学、温度耐受性和界面粘附性于一体的SP-DN低共熔凝胶，并开发了其在能源存储器件、智能软体驱动器等领域的应用研究（图3）。其中，基于低共熔凝胶和水凝胶构筑的六臂双层凝胶抓取器，能够在温度触发下快速抓取10倍于自身重量的物体，并实现可逆释放。与传统基于溶胀机制的驱动器不同，该驱动器基于脱水机制，在高温下双层凝胶发生显著的体积收缩和卷曲，完成抓取任务；在低温下释放物体并恢复原状。
图3 SP-DN低共熔凝胶及其在全凝胶软电池、智能软体驱动器等领域的应用研究。
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