导电水凝胶同时具备导电材料和柔性材料的特征，因而成为柔性可穿戴设备的首选材料之一。然而，其溶胀行为极大地限制了导电水凝胶在水环境中的应用。

最近，兰州大学吕少瑜教授团队在前期工作基础上(ACS Appl. Mater. Interfaces2019, 11,31393-31401;ACS Materials Lett.2020, 2, 1375-1380;ACS Appl. Mater.Interfaces2021, 13, 13629-13636 )，与南华大学魏华教授合作设计了一种抗溶胀导电水凝胶。该水凝胶具有高韧性（518 kJ/m3）、高压缩模量（8.12 MPa）、高离子电导率（4.58 S/m）以及抗溶胀性能（水中30天平衡溶胀比为9%）。基于该抗溶胀水凝胶开发了一种水下应变传感器，研究了其在水下运动监测领域的潜在应用。相关研究以“An Anti-Swellable Hydrogel Strain Sensor forUnderwater Motion Detection”为题发表在Advanced Functional Materials上。兰州大学硕士研究生任家渊为第一作者，魏华教授和吕少瑜教授为共同通讯作者，该研究得到了国家自然科学基金和甘肃省重点研发计划的支持。

该水凝胶传感器由聚乙烯醇(PVA)、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱 (SBMA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的共聚物组成。柔性PHEMA链提供的氢键可提高水凝胶对外力的抵抗，同时增强了其适应外界盐度和酸度变化的能力。冷冻/解冻形成的PVA微晶结构域作为无定形水凝胶网络的交联点，提高了水凝胶的机械强度。两性离子SBMA的引入提供了离子迁移通道，因而提高了水凝胶的电导率。同时，通过加入HCl，SBMA的磺酸基团质子化，阳离子之间的静电斥力导致水凝胶渗透压降低，从而抑制水凝胶的溶胀。该水凝胶在纯水和人工海水浸泡30天后平衡溶胀比分别为9%和13%。此外，水凝胶还能在不同溶剂和较宽的pH范围内保持抗溶胀，这对拓展其应用十分有利。在水中浸泡一天后，该水凝胶传感器仍表现出优异的传感性能(图1)，这为实现水下传感提供了可能。作者进一步评估了该水凝胶应变传感器在水下运动监测领域的潜在应用，结果显示，该水凝胶传感器能够准确而可靠地识别水下运动信号（图2）。该研究为开发用于水下环境的水凝胶传感器提供了一种新的策略，且拓展了柔性可穿戴设备的应用领域。

图1. 水凝胶传感器的电学性能及传感性能

图2. 水凝胶传感器用于水下运动监测