将优异的机械性能、各向异性导电性和生物相容性整合到导电水凝胶中作为一体式人机交互设备仍然具有挑战性。于此，通过模拟人体肌肉的各向异性结构，福建农林大学黄彪、加拿大阿尔伯塔大学曾宏波、福建师范大学林陈胜等人开发了一种坚固的各向异性导电水凝胶，首先将聚乙烯醇与聚吡咯修饰的纤维素纳米纤维对齐，形成各向异性取向的聚合物网络，然后用单宁酸（TA）进行后交联。

将TA引入水凝胶网络通过多个氢键永久地保护其分层各向异性结构，从而赋予水凝胶优异的机械性能（抗拉强度为11.41 MPa，韧性为12.44 MJ m⁻³）、各向异性粘合性能和方向依赖性导电性。

利用这些属性，开发了一种具有优异多向灵敏度的水凝胶应变传感器，能够稳定监测人体内多自由度关节运动，并促进多轴虚拟机器人操纵器的控制。此外，体外/体内测试表明，所制备的水凝胶传感器具有出色的生物相容性和抗生物污染性能，在成功植入小鼠跟腱后，其电子响应信号保持稳定超过14天。总的来说，这项研究为设计具有优异机械性能和各向异性功能的导电水凝胶提供了一种有前景的方法，用于体外和体内人机界面材料的新兴应用。

参考文献：

F. Lin, W. Yang, B. Lu, Y. Xu, J. Chen, X. Zheng, S. Liu, C. Lin, H. Zeng, B. Huang, Muscle-Inspired Robust Anisotropic Cellulose Conductive Hydrogel for Multidirectional Strain Sensors and Implantable Bioelectronics. Adv. Funct. Mater. 2024, 2416419. 

https://doi.org/10.1002/adfm.202416419