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  導電水凝膠在柔性電子器件、智能柔性機器人、生物醫學等領域有很高的潛在應用價值，但高性能導電水凝膠的制備仍是一個難題，因為水凝膠的機械性能、導電性和環保性往往難以兼顧。聚乙烯醇（PVA）是一種由非化石原料而成的可生物降解材料，是制備水凝膠的常見原料，但純PVA水凝膠的機械性能較差，需要加入填料進行改性。纖維素和木質素是自然界中含量最豐富的兩種生物資源。纖維素納米纖維（CNF）作為一種綠色增強填料，它與基體的弱相互作用在一定程度上限制了其增強效果。木質素含有豐富的有效官能團，但它易團聚的特性也使其難以發揮有效的增強效應。骨骼肌內部肌肉纖維高度定向排列的獨特結構使其具有優異的機械性能和抗疲勞性能、以及可通過訓練實現增強的獨特屬性。已有研究證實可通過機械訓練法制備具有微晶取向結構的純PVA水凝膠，但增強效果不夠可觀，且難以穩定。

圖1

  在該研究中，綠色增強填料CNF在部分酶解木質素（DEL）的輔助下與PVA網絡以強氫鍵作用相結合，同時，DEL還可以螯合足夠多的導電成分Ag⁺，使復合水凝膠具有優異的導電性能。經過類肌肉增強機理的機械訓練處理后，原本無序分布的CNF和各向同性的水凝膠網絡結構實現了定向排列，所構筑的高度有序結構賦予了水凝膠沿訓練方向優異的機械性能和各向異性的物理性質。該研究為同時具有優異力學性能和高導電性的綠色復合水凝膠材料的設計與制備提供了有效的參考價值，同時也為生物質的高效利用提供了借鑒。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.2c02506