柔性可穿戴电子技术的快速发展，对软电子材料提出了兼具超高拉伸性、高韧性与稳定电学功能的严苛要求。现有水凝胶存在水分蒸发、低温冻结等缺陷；离子凝胶虽环境耐受性优异，但多数体系机械强度不足；聚离子液体（PIL）凝胶存在明显的拉伸性-韧性权衡困境，且溶剂筛选缺乏理性指导。针对上述瓶颈，本研究采用"分子动力学模拟辅助溶剂筛选结合实验优化"的理性设计策略，将动态静电交联网络与导电增强框架一体化构筑为溶剂增韧PIL凝胶体系，实现了超高拉伸、高韧耐久与智能健康监测的功能融合。

近日，925足球网 白永康副教授在国际权威期刊《Chemical Engineering Journal》（SCI一区top，IF=12.5）发表题为"Solvent-toughened ultra-stretchable poly(ionic liquid) gels for multifunctional wearable bioelectronics"的文章。研究团队通过溶解度参数、自由体积分数、静电势分布及结合能等多维度描述符系统评估候选离子液体，成功筛选出1-乙基-3-甲基咪唑乙基硫酸盐（[EMIM][ES]）为最优功能溶剂，并引入PEDOT:PSS构建导电增强框架，制备了PAE₂₀P₀.₇₅凝胶材料。

研究表明，[EMIM][ES]通过动态静电交联与氢键协同作用建立多重能量耗散途径，赋予材料20,287.2%的断裂应变、33.2 MJ m⁻³的韧性及1210.43 J m⁻²的疲劳阈值，同时保持0.36 S m⁻¹的稳定电导率。该凝胶展现出优异的自修复能力（24小时断裂应变恢复率76%）、抗冻稳定性（-20°C下保持柔性）及长期环境耐久性（60天性能无衰减），克服了水凝胶易失水、易冻结的固有缺陷。基于该材料构建了多功能生物电子平台：心电图（ECG）信噪比达26.87 dB，优于商用Ag/AgCl电极；肌电图（EMG）信噪比28.61 dB，可精准识别手势；脑电图（EEG）可区分不同脑状态。应变传感器在0–2000%超宽范围内高灵敏检测（GF=3.78），响应时间263 ms。基于凝胶的摩擦纳米发电机实现1.51 W m⁻²功率密度及6000次循环稳定输出。在系统级应用层面，团队开发了自供能智能睡眠呼吸监测系统：枕头嵌入三个TENG检测睡姿，腹部贴附TENG监测呼吸，结合1D CNN智能分类，睡眠状态识别准确率达100%，为睡眠呼吸暂停综合征早期筛查提供非侵入式解决方案。此外，多模态温度-力传感系统实现了-1.69% °C⁻¹的高热敏系数，可应用于特殊人群的辅助热防护与智能抓取预警。

该文章通讯作者为我校樊威教授、白永康副教授及桂林理工大学李裕琪教授，西安工程大学为第一通讯单位。研究得到了国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、广西重点研发计划等项目资助。

原文文献链接：

Solvent-toughened ultra-stretchable poly(ionic liquid) gels for multifunctional wearable bioelectronics. Y. Bai, X. Liang, D. Wen, Z. Chen, C. Zhang, Z. Hu, W. Fan, Y. Li. Chemical Engineering Journal, 2026, 544, 179230.

//doi.org/10.1016/j.cej.2026.179230

（撰稿：白永康 审核：刘斌）