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  可拉伸的柔性導電材料極大的促進了柔性電子器件和相關產品的發展，如柔性傳感器、人造皮膚、電容器和可穿戴設備等。導電凝膠的發展為可拉伸導體帶來了新的機遇。但是，為了賦予凝膠一定的導電性，往往會向體系中引入填料，如石墨烯、碳納米管等，這會造成凝膠拉伸性能的降低同時也會引發相容性等問題。另外，在凝膠制備過程中，通常需要引入化學交聯作為支撐框架，這使得凝膠材料的回收利用成為了很大的問題。除此之外，凝膠的抗撕裂性能一般較差（即斷裂能較低），一旦出現缺口，裂紋就會迅速擴展。基于上述問題，香港中文大學（深圳）理工學院朱世平和朱賀團隊通過簡易的聚丙烯腈肟化反應制備了具有高拉伸、抗撕裂和可回收性質的導電有機凝膠（圖1）。

圖1. 聚丙烯腈偕胺肟化反應和有機凝膠制備過程。

  首先，作者對凝膠相關的力學性能和回收性能進行了表征（圖2），發現相對于原始脆性的聚丙烯腈材料，該凝膠在有機溶劑分子的潤滑下展現了較好的拉伸性能（拉伸形變~800%）。同時，由于凝膠的成型僅依賴于大分子鏈的物理纏結，這使得凝膠在溶劑化作用下可重復加工利用。此外，由于大量氫鍵的存在，該有機凝膠展現了優異的抗撕裂強度（斷裂能~12.92 kJ m^-2）。

圖2. 凝膠相關的力學性能和回收制備過程。

  之后，通過電化學阻抗譜和元素分析等表征，發現了偕胺肟基鹽酸鹽的生成，這使得凝膠具有良好的導電性。接著，作者對有機凝膠在傳感方面的應用進行了測試，發現該材料在不同形變的刺激下均展現了良好的電學響應性能，并且在循環拉伸過程中，能維持穩定。最后，作者將凝膠應用在計步器方面，展現了該材料實際應用的可能性（圖3）。

圖3. 凝膠的導電性能和相關的傳感性能。

  該研究成果“Highly Stretchable, Recyclable, Notch-insensitive, and Conductive Polyacrylonitrile-Derived Organogel” 近期發表在 Journal of Materials Chemistry A上，香港中文大學（深圳）理工學院博士生郭西偉為論文第一作者，通訊作者為香港中文大學（深圳）理工學院研究助理教授朱賀博士。該工作得到了香港中文大學（深圳）朱世平教授的指導與大力支持。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D0TA08168J