研究人员对导电水凝胶进行了系统综述，详细探讨了不同类型的导电填料对其电学和力学性能的影响，并总结了导电水凝胶在可穿戴传感器和电刺激等应用方面的最新进展，同时展望了基于水凝胶的电子器件在健康监测和治疗应用中的未来发展方向与策略。

随着生物医学技术的飞速发展，创新材料被不断进入该领域，逐步填补了生物组织与电子设备之间的鸿沟。导电水凝胶凭借其独特的高含水量、接近组织的模量以及离子传导性，已成为软体生物电子学中的关键材料，特别是在与人体组织兼容的应用中具有巨大潜力，从而为与生物系统建立有效界面提供了可能。

“导电水凝胶代表了生物学与电子学融合的前沿”首尔基础科学研究所水凝胶技术研究人员、主要作者Yoonsoo Shin解释道：“它们在机械和电气性能调整方面的多功能性，使其成为实现与人体组织无缝运行的下一代可穿戴和可植入设备的不可或缺的材料。”

近期研究指出，导电水凝胶是生物信号监测和电刺激的优异解决方案。通过添加碳纳米材料、导电聚合物和金属基纳米材料等导电填料，这些水凝胶在保持其柔软特性的同时兼具电学性能。它们的贴合接触、低阻抗和高电荷注入能力使其适用于实时监测和治疗用途。

首尔国立大学教授、资深及通讯作者Dae-Hyeong Kim补充说：“导电水凝胶在适应动态环境的同时能够持续保持稳健的电气性能的能力，彻底改变了我们对电子设备与人体接口的看法。这些材料不仅仅是组件；它们是全新治疗和诊断模式的推动者。”

除了这些特性外，导电水凝胶可调的机械和电气特性使其能够应用于从可穿戴传感器和神经接口到药物输送系统和人造肌肉等多种场景。此外，它们良好的生物相容性和生物可降解性确保了最小的免疫反应和环境影响，使它们成为临时植入物和可持续生物医学设备的理想选择。

最近的研究表明，导电水凝胶与柔性电路和微流控系统的集成具有巨大潜力，可以构建同时具有感测、刺激和治疗的多功能平台。

“展望未来，导电水凝胶的发展有望开启个性化医疗、机器人技术和人机界面领域的新篇章”，Shin表示，“通过利用其独特的性能组合，研究人员设想这些材料将使生物电子学无缝融地入日常生活，从而可以实现从实时健康监测系统到自适应治疗设备的无缝融合。”

Image: Material properties of conductive hydrogels and their advances in biomedical devices. CREDIT: The AUTHORS

See the article: Y. Shin et al., Recent advances in conductive hydrogels for soft biointegrated electronics: Materials, properties, and device applications, Wearable Electronics, Volume 1, 2024, Pages 255-280,  https://doi.org/10.1016/j.wees.2024.10.004.

Wearable Electronics 是一本全方位关注可穿戴电子领域发展的开放获取型学术期刊，期刊刊发文章涵盖可穿戴电子的基础研究和技术应用两个方面，内容涉猎广泛，刊发文章包括但不限于：与可穿戴电子相关的材料（基底材料、金属互联材料、活性层材料、封装材料等）、功能器件（传感与探测器件、通讯器件、存储器件、显示与发光器件、能量转换与存储器件、数据采集与集成电路等）以及与之相关的先进制造技术及理论研究（建模、仿真、制造、集成、封装以及与可穿戴电子产品相关的应用技术等），致力于应对可穿戴电子领域及其核心技术出现的各类全新挑战。