导电水凝胶通常具有由亲水性交联聚合物框架和导电路径组成的双重网络结构。由于它们是共价交联的复杂基质，因此对它们的结构和性能进行后修改以制造具有 3D 导电图案的器件具有挑战性。近日，科研人员描述了一种正交生长策略，用于调节导电水凝胶的各个方面，包括尺寸、图案、导电性和导电路径。在这种策略中，控制样品大小的基质和调节样品电导率的功能成分可以通过喂入相应的营养物质来正交变化。以聚（丙烯酸羟乙酯）-聚苯胺有机水凝胶（PHEA-PANI）为例，证明样品可以掺入丙烯酸羟乙酯单体以膨胀（显示重量为 21.9 倍）或将苯胺整合到导电网络中以调节电导率（从 0 到 42.6 mS cm-1）而不改变样品大小。此外，PANI 的生长具有空间选择性。通过这种方法利用对各种参数的选择性调制，制造了具有后调制传感性能的应变传感器和 3D 水凝胶电路板。
图 1 PHEA-PANI有机水凝胶的正交生长策略（OGS）。
图2 OGS 对 PHEA-PANI 有机水凝胶的外观、重量和电导率的演变。
图4 PHEA-PANI 有机水凝胶作为应变传感器的应用。
图5 PHEA-PANI 有机水凝胶在 2D 和 3D 柔性电路板中的应用。
相关论文以题为Orthogonal Growth for Fabricating Hydrogel Sensors and Circuit Boards with In Situ Post-Tunable Performance发表在《Advanced Functional Materials》上。通讯作者是电子科技大学崔家喜教授。
参考文献：
doi.org/10.1002/adfm.202206222
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