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导电聚合物有许多先进的应用，但仍然有一个重要的目标是开发一种通用且直接的策略，以使用典型的导电聚合物，例如聚吡咯、聚苯胺或聚 (3,4-乙烯二氧噻吩）。 近日，科研人员 报告了一种蛋白质结晶介导的自强化策略，结合合理的光化学设计来制造可打印的导电有机水凝胶。这种有机水凝胶是通过吡咯和明胶蛋白在数十秒内快速且正交可控的光聚合而一步制备的。 所制备的导电有机水凝胶通过阴影掩模光刻和 3D 挤出技术被图案化并打印成复杂的结构。温和的光催化体系使过渡金属碳化物/氮化物 (MXene) 组分在氧化制备过程和储存过程中具有高稳 定性。控制水蒸发可促进所制备的有机水凝胶中的明胶结晶，从而在不引入客体功能材料的情况下显着增强其在宽温度范围内的机械性能和稳定性以及对连续摩擦处理的耐久性。此外，这些有机水凝胶具有商业电磁屏蔽、导热性能以及温度和光响应性。为了进一步证明这种简单策略和制备的有机水凝胶的优点，棱镜阵列作为概念验证被打印出来并应用于制造可穿戴摩擦电纳米发电机。与未干燥和平坦的样品相比，这种自强化工艺和 3D 打印性能可以大大提高它们的电压、电荷和电流输出性能。

图 1. 通过开发的蛋白质结晶介导的自强化策略一锅制备可印刷的高性能导电有机水凝胶。 (i)在蓝光照射（452 nm）下，在Ru(II)/Co(III)的催化下，Py单体和明胶蛋白的可控快速氧化聚合反应在几秒钟内完成；(ii)控制导电复合材料的水分蒸发，以促进明胶结晶，从而在环境温度下实现自强有机水凝胶。

图 2. 组分对 PCOH 性能的影响。

图 3. PCOH 中明胶的结晶。

图 4. PCOH 的机械、导电和响应特性。

图 5. 基于 PCOH 的摩擦纳米发电机的输出性能。

相关论文以题为Protein Crystallization-Mediated Self-Strengthening of High-Performance Printable Conducting Organohydrogels发表在 《ACS Nano》上。通讯作者 是西北大学 于游教授 。

参考文献：

doi.org/10.1021/acsnano.2c07823

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