这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究的科学论文。以下是针对该研究的学术报告：
作者及机构
本研究由Gang Li、Zhihao Deng（共同第一作者）等来自南方科技大学材料科学与工程系的研究团队完成，通讯作者为Chuan Fei Guo。论文发表于期刊*NPJ Flexible Electronics*（2021年，卷5，文章编号23）。
研究领域与动机
该研究属于柔性电子材料领域，聚焦于开发一种新型可拉伸离子导体，用于解决水凝胶（hydrogel）在皮肤电子（on-skin electronics）和离子电子器件（iontronic devices）应用中的局限性。传统水凝胶易脱水（开放环境下）和低温冻结（低于0°C），而聚合物-离子液体凝胶（ionic liquid gels, IL gels）虽能克服这些问题，但存在成本高、毒性强的缺陷。因此，研究团队提出基于聚丙烯酸（polyacrylic acid, PAAc）和低共熔溶剂（deep eutectic solvents, DESs）的离子导体（PAAc-DES凝胶），以兼具高拉伸性、导电性、生物相容性和低温稳定性。
科学目标
1. 开发一种低成本、高稳定性且可规模化制备的离子导体；
2. 验证其作为表皮电极（epidermal electrode）和透明可拉伸电极的性能；
3. 探索其在低温环境（如-20°C）下的应用潜力。
1. 材料制备
- DES合成：将胆碱氯化物（choline chloride, ChCl）与四种氢键供体（甘油、尿素、二甘醇、乙二醇）以1:2摩尔比混合，加热搅拌形成DES。
- 凝胶制备：将丙烯酸（acrylic acid, AAc）单体、交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）和光引发剂2-氧代戊二酸溶于DES中，通过紫外光（365 nm）引发聚合，形成透明PAAc-DES凝胶。
- 对照组：以水替代DES制备传统PAAc水凝胶，用于性能对比。
2. 性能表征
- 光学性能：紫外-可见光谱（UV-Vis）测试显示，PAAc-ChCl-EG凝胶透光率达92%，优于其他DES配方（如PAAc-ChCl-尿素凝胶透光率<90%）。 - **力学性能**：拉伸测试表明，所有PAAc-DES凝胶的断裂伸长率均超过1000%，其中PAAc-ChCl-EG凝胶的杨氏模量约20 kPa，拉伸强度>100 kPa。
- 电导率：通过交流阻抗谱测定，PAAc-ChCl-EG凝胶的离子电导率最高（1.26 mS/cm），而PAAc-ChCl-尿素凝胶最低（0.05 mS/cm）。
- 粘附性：180°剥离实验显示，凝胶与皮肤界面粘附能达~100 N/m，优于商用3M VHB胶带。
3. 功能性验证
- 表皮电极应用：将PAAc-ChCl-EG凝胶贴附于人体肱二头肌，记录表面肌电信号（EMG），其阻抗（10 Hz时为173 kΩ）低于商用Ag/AgCl电极（238 kΩ），且信号噪声更低。
- 低温性能：差示扫描量热法（DSC）证实，PAAc-DES凝胶在-60°C仍无玻璃化转变，而水凝胶在-15°C冻结；基于该凝胶的离子皮肤（ionic skin）在-20°C下仍能响应压力与拉伸刺激。
4. 数据分析方法
- 力学与电学数据通过标准偏差（n=3）评估重复性；
- 阻抗谱通过Nyquist图拟合计算电导率；
- DSC和热重分析（TGA）量化材料的热稳定性。
科学意义
- 首次将DES与PAAc结合，解决了水凝胶易脱水、离子液体凝胶高成本的矛盾；
- 提出了通过调控交联密度优化粘附性与力学性能的策略。
应用价值
- 为可穿戴电子、低温离子器件提供了新型材料选择；
- 低成本（<10美元/kg）和简易制备工艺（UV固化）利于工业化推广。