基于水凝胶的传感器通常在水性环境中表现出明显的膨胀，这种现象会导致机械性能恶化和输出信号失真，从而显著限制了它们的广泛适用性。从生物组织固有的分层异质交联结构中汲取灵感，通过利用多重动态相互作用匹配的原理，精心设计了一种具有快速自恢复和应变敏感性的抗溶胀超分子水凝胶。通过将“刚性”羧基-Zr4+配位络合物和由静电相互作用介导的“软”疏水微区整合到系统中，构建了水凝胶的异质结构。可逆刚性和柔性交联之间的协同相互作用赋予了超分子水凝胶强大的力学性能，这可以从强度为3.64 MPa，韧性为6.83 MJ m3，7分钟内完全自恢复，以及在各种水环境（包括酸性、碱性和盐水溶液）中的抗膨胀能力。此外，由于动态离子（Br、Cl和Zr4+）的贡献，水凝胶具有理想的传感性能，能够在各种频率和应变下精确输出信号。因此，这些水凝胶被用于构建能够通过莫尔斯电码传输信息的水下传感器。这种仿生设计策略实现了水凝胶的机械、抗溶胀和传感性能的完美结合，为水下传感器的制造提供了新的见解。
论文发表于 J. Mater. Chem. C, 2024,12, 8813-8824
