导电凝胶由于其高韧性、导电性和可调性，在柔性储能和传感应用中具有巨大潜力。本文，长春工业大学杨希佳、吕威 教授等在《Electrochimica Acta》期刊发表名为“High conductive and low-temperature resistant reduced graphene oxide/polyacrylamide hydrogel for wearable sensors and supercapacitor electrolytes”的论文，研究通过原位还原法，利用紫外线（UV）照射合成了具有高导电性和低温耐受性的氧化石墨烯-聚丙烯酰胺水凝胶（RGO-PAM）。通过紫外线照射将氧化石墨烯（GO）还原为RGO，从而提高了凝胶的导电性。
此外，向凝胶中加入乙二醇、LiCl和ZnCl₂可改善其抗冻性能和粘度。所得凝胶具有优异的力学性能，可作为应变传感器使用，其高灵敏度可准确检测人体运动的电子信号，通过与Arduino Uno系统结合制备凝胶阵列，可识别复杂手势信号。此外，由于添加了ZnCl₂溶液，该凝胶可作为锌离子混合超级电容器（ZHSC）的半固态电解质，满足储能设备对柔韧性和低温耐受性的性能要求。组装的ZHSC具有高达3114.67 mF cm−2（1557.33 F g−1）的比电容，并在-30 °C时仍保持612.26 mF cm−2（63.77F g−1)）的比电容。这种水凝胶材料为高导电性、低温可弯曲电子元件的研究与发展开辟了新的技术路径，为柔性电子学领域的发展提供了创新解决方案。
综上所述，本研究通过在PAM凝胶中原位还原GO，制备了一种具有高电导率和低温耐受性的RGO功能化PAM凝胶。该凝胶不仅具有优异的电导率，还确保了RGO在凝胶中的均匀分散。此外，向凝胶中添加乙二醇、氯化锂和氯化锌可提升凝胶的抗冻性能，确保其在低温环境中的应用。该凝胶被用作ZHSC的半固态电解质，以满足柔韧性和低温耐受性的性能要求。该设备在低温下仍具有优异的电化学性能，在-30°C时比电容为612.26 mF cm−2（63.77 F g−1）。此外，该凝胶可与Arduino Uno系统结合制备为可穿戴压力传感器，能够识别不同信号以及复杂的手势信号。因此，该水凝胶的制备为开发可在低温下实现高导电性的柔性电子设备提供了新的技术支持。
文献：https://doi.org/10.1016/j.electacta.2025.147014
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