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摘要

導電水凝膠需要可調節的機械性能、高電導率和復雜的 3D 結構，才能在（生物）應用中實現高級功能。在這里，本文設計了一種簡單的策略，通過可編程打印油內富含聚（3,4-乙撐二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT：PSS）的水性墨水來構建3D導電水凝膠。在這種液包液印刷方法中，來自水相的PEDOT:PSS膠體顆粒和來自另一相的聚二甲基硅氧烷表面活性劑的組裝體在液-液界面形成彈性膜，從而將水凝膠前體油墨捕獲在設計的3D非平衡形狀中，以便隨后凝膠化和/或化學交聯。在兩個互穿水凝膠網絡中，當 PEDOT:PSS 含量低至 9mgmL−1 時，電導率高達 301 S m−1。輕松的可印刷性使我們能夠調整水凝膠的成分和機械性能，從而促進這些導電水凝膠作為電微流體設備的使用，并在未來定制近場通信（NFC）植入式生物芯片。

圖文導讀

圖 1：具有可調節形態、機械性能和電導率的水凝膠3D 打印。

圖 2：用于打印油中 PEDOT:PSS 水分散體的 PPS 界面組件。

圖 3：具有化學交聯網絡的印刷 PEDOT 水凝膠。

圖 4：具有兩個互穿網絡的印刷 PEDOT 水凝膠。

圖 5：打印具有 3D 結構的導電水凝膠。

圖 6：PEDOT 導電水凝膠作為電化學微流體裝置。

本文亮點

首次使用液包液打印技術制備三維導電水凝膠，克服了傳統方法在形狀控制和結構穩定性方面的局限。

實現了水凝膠的機械性能和導電性能的可調節，為不同應用場景提供了靈活性。

展示了導電水凝膠在軟電子領域的潛在應用，如電微流控和植入式生物芯片。