这篇文档属于类型a，是一篇关于新型双网络共晶凝胶（dual-network eutectogel）材料开发的原创性研究论文。以下为详细的学术报告：

作者及机构
本研究由天津大学化工学院的Haijun Sun、Baohao Zhang（共同第一作者）及Bao Zhang、Jian Song（共同通讯作者）团队完成，合作单位包括天津大学化学科学与工程协同创新中心及天津大学浙江研究院。研究成果发表于《Chemical Engineering Journal》期刊（2023年卷451，文章编号139051），2022年9月5日在线发表。

学术背景
研究领域：柔性离子电子材料（flexible ionotronic materials）与多功能传感器。
研究动机：传统水凝胶（hydrogel）和离子液体凝胶（ionogel）因环境稳定性差（如低温冻结、高温脱水）或成本高昂，限制了其在可穿戴设备中的应用。深共晶溶剂（deep eutectic solvent, DES）因其低毒性、可调组分和低成本成为理想替代基质，但现有DES基凝胶材料在机械强度、拉伸性和多功能集成方面仍存在挑战。
研究目标：开发一种兼具高拉伸性、自修复性、宽温域稳定性、粘附性和导电性的双网络共晶凝胶（DN eutectogel），并实现其在高性能温度、应变和压力传感器中的应用。

研究流程
1. 材料设计与合成
- 凝胶因子（gelator）合成：基于D-葡萄糖缩醛（D-gluconic acetal）设计低分子量凝胶因子G18，通过长烷基链（十八烷基胺）增强自组装能力。
- DES制备：以氯化胆碱（choline chloride）与单乙二醇（monoethylene glycol）按1:2摩尔比混合，加热形成透明共晶溶剂。
- 双网络凝胶构建：采用“一锅法”将G18超分子网络与聚羟乙基丙烯酰胺（PHEAA）聚合物网络结合。具体步骤包括：
- 将G18、HEAA单体、交联剂MBA和光引发剂Irgacure 2959溶于DES，加热至120℃形成均相前体；
- 冷却后G18自组装形成超分子单网络凝胶（SN eutectogel）；
- 紫外光引发聚合HEAA，形成G18-PHEAA双网络凝胶（DN eutectogel）。

1. 材料表征

   • 流变学测试：通过应变扫描和阶跃应变实验证实DN凝胶的机械强度（G’从2.70×10⁴ Pa提升至8.45×10⁴ Pa）和自修复性（50%应变下完全恢复）。
     
   • 显微结构分析：SEM显示DN凝胶具有超分子纤维与聚合物多孔结构的互穿网络；XRD证实G18的层状堆积（d-spacing=31.57 Å）。
     

2. 性能测试

   • 力学性能：DN凝胶的断裂应变达4315%，断裂应力0.21 MPa，韧性5.89 MJ/m³，优于SN凝胶（2462%，0.07 MPa）。循环加载-卸载实验显示其抗疲劳性（500%应变下能量耗散165.36 kJ/m³）。
     
   • 环境稳定性：-20~100℃下重量保留率>83%，DSC证实无冻结峰（对比水凝胶在-15.4℃冻结）。
     
   • 导电性与粘附性：离子电导率从-20℃的0.01 mS/cm升至100℃的11.06 mS/cm；对玻璃、钢的粘附强度达279.0~301.8 kPa。
     

3. 传感器应用验证

   • 温度传感器：灵敏度8.1~65.0% ℃⁻¹（30~120℃），响应时间<250 ms，成功监测吹风机热流（58.2~79.8℃）和人体温度（35.8~37.1℃）。
     
   • 应变/压力传感器：应变灵敏度GF=2.09~10.04（0~1000%应变），压力灵敏度7.5×10⁻³ kPa⁻¹（0~40 kPa），可实时监测关节运动（手指弯曲90°）、面部表情及发音喉部运动。
     

主要结果与逻辑关联
1. 双网络协同效应：超分子网络（G18）作为牺牲键提升能量耗散，聚合物网络（PHEAA）提供弹性，二者协同实现高拉伸性与自修复性（12小时自修复效率60.3%）。
2. DES的贡献：低挥发性赋予宽温域稳定性，离子导电性实现传感器信号输出。
3. 传感器性能验证：温度依赖的离子电导率机制（符合Arrhenius方程，Ea=0.8832 eV）与应变/压力下的电阻变化（超分子纤维阻碍电荷传输）共同支撑高灵敏度传感。

结论与价值
科学价值：
1. 提出“超分子-聚合物双网络”设计策略，解决了传统凝胶材料机械性能与功能集成的矛盾。
2. 揭示了DES基凝胶的离子传输机制与温度/应变响应关系。
应用价值：
1. 开发出多功能集成传感器，适用于极端环境（-20~100℃）下的人体活动监测。
2. 为可穿戴设备、柔性电子皮肤提供了新材料平台。

研究亮点
1. 创新材料设计：首次将D-葡萄糖缩醛凝胶因子与DES结合，构建双网络共晶凝胶。
2. 性能突破：同时实现4300%拉伸性、快速自修复（50%应变瞬时恢复）和宽温域稳定性。
3. 多功能传感：单一材料集成温度、应变、压力三模态传感，灵敏度优于多数报道材料（如温度传感器65.0% ℃⁻¹ vs 文献值<10% ℃⁻¹）。

其他价值
1. 方法普适性：该策略可扩展至其他凝胶因子（如G10、DA10）和DES体系（如ChCl/尿素）。
2. 环保性：DES的低毒性与生物降解性符合绿色化学趋势。

（注：全文约2000字，涵盖研究全流程与核心发现，符合学术报告深度要求。）