随着健康监测需求的日益增长，柔性可穿戴皮肤传感器成为生物电子领域的研究热点。广东以色列理工学院科研团队历时一年，系统总结了离子导电水凝胶在可穿戴传感器中的研究进展与未来发展方向，于近日在国际材料科学与工程领域顶级期刊《Materials Science & Engineering R》（影响因子31.6）发表综述论文。本文第一作者为广以生物技术与食品工程专业毕业生莫凡（2020级）和林毅涵（2019级），通讯作者为广以化学工程系副教授王燕。

相较于传统电子导电水凝胶（如碳纳米管或导电聚合物掺杂体系），离子导电水凝胶凭借其与人体组织高度匹配的柔软性、优异的生物相容性、光学透明性以及仿生离子传导特性，在健康监测领域展现出独特优势。这类材料能更精准地模拟生物组织的离子传输机制，从而在穿戴舒适度提升、信号长期稳定性保障以及复杂生理环境下可靠性维持等方面具有显著竞争力。

2014年至2024年用于皮肤传感器的离子导电水凝胶的代表性示例

该团队系统综述了离子水凝胶基可穿戴传感器在长效健康监测中的研究进展。研究团队首先将离子导电机制归纳为四大范式：电解质驱动型、离子液体型、聚电解质型及混合模型，并深入解析了各类机制的电荷传输机理与材料构效关系。通过建立多维评价体系，重点探讨了材料导电性、机械性能（强度/韧性）、界面特性（自黏附）、环境耐受性（抗冻/抗干燥）以及功能智能化（自修复）等关键性能参数的优化策略。基于应用场景导向，系统梳理了该材料在应变/压力传感、生物电信号采集、温度/化学传感等领域的前沿成果。

本文综述总结图：离子导电水凝胶的导电机理、材料性能和皮肤传感器应用

综述文章系统性地聚焦于“离子导电水凝胶”在皮肤传感器中的应用，强调了其在生物模拟、柔性穿戴中的独特优势。在提出四大离子导电机制分类的基础上，进一步建立了涵盖导电性、力学性能、自黏附、自修复、环境适应性等多维性能评价体系，并从应变、压力、生物电、温度与化学传感等实际应用角度，梳理了功能材料在多模态皮肤传感器中的关键研究成果，体现出材料设计与应用转化的高度融合。

广以的生物技术与食品工程专业以其鲜明的跨学科特色著称。课程体系深度融合了生物学、材料学、工程学与信息科学等多领域知识，为学生开辟了广阔的研究路径，包括生物材料、生物信息学、生物医学工程等前沿交叉学科方向。“我们加入王老师的课题是出于对生物材料的好奇。尽管王老师来自化工领域，但她的研究却巧妙融合了材料科学和生物功能开发与工程应用。”这种“跨界思维”使两位同学在后续的课题研究中受益匪浅，甚至直接影响着他们的深造方向。目前，莫凡和林毅涵均在以色列理工学院攻读硕士研究生，继续参与有关生物材料方面的研究项目。

王燕副教授（右4）、莫凡（右1）、林毅涵（右2）

《Materials Science & Engineering R》是由国际著名出版商Elsevier出版的高水平期刊，目前（2024年JCR）影响因子约为31.6，属材料科学工程类Q1期刊，专注于发表材料科学与工程领域的前沿研究和发展趋势相关的高质量论文，具有极高的学术声誉、影响力和传播力。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.mser.2025.100989

文/图：王燕课题组、GTIIT传媒与公共事务部