近年來，智能醫療的發展推動了柔性生物電子技術的快速發展，亟需開發適合于人機界面的電子材料。導電水凝膠因具有類似皮膚的柔軟、濕潤和導電特性等，在人機界面領域受到越來越多的關注。特別是，混合離子和電子導電性的雙導電水凝膠在開發快速響應的智能表皮生物電子器件方面發揮著越來越重要的作用。然而，傳統的水凝膠由于預先成型的制備工藝和粘附力不足，不能與復雜的皮膚表面形成穩定的適形界面，如多毛或褶皺的皮膚。并且它們通常缺乏抗菌能力，制備時還需要在高溫或紫外照射下引發單體聚合，這些問題使其不適用于需要在生物組織上直接加工和成型的應用場景。因此，獲得高度適形、自粘附、抗菌和室溫成型的水凝膠-皮膚界面是解決問題的關鍵。
近日，南京大學化學化工學院張秋紅副教授、賈敘東教授團隊提出了一種溫和地在室溫下原位制備導電水凝膠電極的方法，利用導電聚合物PEDOT:PSS促進兩性離子單體[2-（甲基丙烯酰氧基）乙基]二甲基-（3-磺丙基）（SBMA）的自聚合，成功地在毛發皮膚或不規則傷口表面制備了高度適形的水凝膠表皮電極（ISF-PSPH）。該水凝膠表皮電極具有優良的彈性（彈性恢復率>96%）、理想的黏附強度（≈6.5 kPa）、優異的生物相容性和本征抗菌特性，并且在凝膠化過程中沒有明顯的熱釋放（<5℃）。基于ISF-PSPH的表皮電極被用來監測運動中的肌電信號。與商用電極相比，高度適形的水凝膠電極-皮膚界面表現出更低的界面阻抗，更好的穩定性和皮膚友好性。特別是在記錄多毛皮膚區域的表面肌電（sEMG）信號方面，該電極受運動影響小，具有出色的信號穩定性。此外,這種高度適形的ISF-PSPH的表皮電極還被用于在電刺激下促進糖尿病傷口的愈合。
上述研究成果近日以“In Situ Forming Dual-Conductive Hydrogels Enable Conformal, Self-Adhesive and Antibacterial Epidermal Electrodes”為題發表于Advanced Functional Materials。南京大學化學化工學院博士生黃鑫鑫為文章第一作者，張秋紅副教授、賈敘東教授為通訊作者。該工作得到國家自然科學基金(No. 22075130)以及中央高校基礎研究基金的支持。同時也感謝高性能高分子材料與技術教育部重點實驗室以及配位化學國家重點實驗室在本研究中給予的支持。南京大學醫學院附屬金陵醫院的陳燦文同學、任建安教授，現代工程與應用科學學院的孔德圣教授對本工作給予了大力支持和幫助。
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