本发明属于刺激响应、离子导电水凝胶的制备，具体涉及一种刺激响应离子导电水凝胶及其制备方法与应用。
背景技术：
1、水凝胶是具有三维（3d）网状结构的弹性体，因其柔软、可变形和具有优异的生物相容性等特点，在柔性电子领域备受关注。将导电物质与水凝胶直接结合是一种赋予水凝胶导电性的便捷而有效的方法。根据导电物质的不同，导电水凝胶可以分为离子导电水凝胶和电子导电水凝胶。离子导电水凝胶具有类组织柔软度（弹性模量<100 kpa）、丰富的含水量、离子导电性和生物相容性，在软机器人、可穿戴电子和生物电子工程中具有广阔的应用前景。然而，界面不匹配、机械性能差、灵敏度低等缺点限制了离子导电水凝胶在实际生活中的应用。
2、生物组织在面对不同的环境刺激时可以做出相应的反馈行为。例如，含羞草在受到外界机械力（如触摸）的情况下会闭合；变色龙会根据身处环境的颜色来改变自身的皮肤颜色；人体皮肤在接触到热源时会变红和产生痛觉。模仿生物组织处理和反馈外界刺激的能力，是仿生研究发展的关键之路。刺激响应水凝胶（智能水凝胶）不仅可以自动响应环境变化，而且具有与生物体相当的组织模量和生物相容性，在生物医药、软机器人、可穿戴传感、人机交互、防伪加密、信息传输等领域有广阔的应用前景。根据施加刺激的种类，刺激响应水凝胶可分为温度响应水凝胶、湿度响应水凝胶、ph响应水凝胶、光响应水凝胶、离子响应水凝胶、磁响应水凝胶等。
3、温度是触发水凝胶响应性能最常用的一种刺激因素。根据响应原理和溶解度变化，温度响应水凝胶可以分为具有较低临界溶解温度（lcst）或较高临界溶解温度（ucst）的水凝胶。常见的lcst型温度响应水凝胶有聚（n-异丙基丙烯酰胺）等，这类水凝胶在环境温度低于lcst时呈溶解状态，高于lcst后呈不溶状态。常见的ucst型温度响应水凝胶有聚（n-丙烯酰甘酰胺）等，与前者相反，这类水凝胶在环境温度低于ucst时呈不溶状态，高于ucst才是溶解状态。然而，温度响应水凝胶大多具有较低的相变温度和较差的力学性能，限制了其在传感领域中的应用。而根据具体应用场景选择和设计所需要的水凝胶，是开发刺激响应水凝胶潜在应用的关键因素，也是业界研究人员长期以来一直努力的方向。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种刺激响应离子导电水凝胶及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
2、本发明的另一目的还在于提供所述刺激响应离子导电水凝胶的应用。
3、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
4、本发明实施例提供了一种刺激响应离子导电水凝胶的制备方法，其包括：
5、提供包含交联剂、相变调控剂、光引发剂、水和pedot:pss的水凝胶前驱体溶液，所述交联剂包括锂藻土（laponite xlg），其化学结构式如下：
6、；
7、所述相变调控剂至少包括n-异丙基丙烯酰胺；
8、以紫外光照射所述水凝胶前驱体溶液，固化，获得块状导电水凝胶；
9、使所述块状导电水凝胶与包含锌离子的锌盐溶液充分接触，制得刺激响应离子导电水凝胶。
10、在一些实施例中，所述相变调控剂包括丙烯酰胺与n-异丙基丙烯酰胺的组合。
11、本发明实施例还提供了由前述制备方法制得的刺激响应离子导电水凝胶，所述刺激响应离子导电水凝胶的伸长率可达到1024~1913%，对玻璃的剥离强度为0.35~47.46 n/m，并且具备对应变和温度的感知性能。
12、本发明实施例还提供了前述刺激响应离子导电水凝胶于制备应变/温度双模传感器件或仿生突触器件中的应用。
13、与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：
14、本发明提供的制备方法以aponite xlg为交联剂，丙烯酰胺和n-异丙基丙烯酰胺为相变调控剂，pedot:pss和硫酸锌为导电填料，一锅法紫外光诱导制得刺激响应离子导电水凝胶；本发明的制备方法简单便捷，得到的刺激响应离子导电水凝胶可实现良好的力学性能和黏附性能，并且同时具备对应变和温度的感知性能，可以制备成应变/温度传感器，实现高的灵敏度和快的响应速度；此外，还可以制备成突触器件，和应变/温度传感器件构筑感知突触神经形态电路，可以实时感知、区分和反馈应变/温度信息。
1.一种刺激响应离子导电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：将交联剂、相变调控剂、光引发剂、水混合，并于冰水浴中磁力搅拌，之后加入pedot:pss，搅拌均匀，得到所述水凝胶前驱体溶液；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述水凝胶前驱体溶液中n-异丙基丙烯酰胺、光引发剂、丙烯酰胺、pedot:pss的质量比为100：1.2：0~25：5~20。
4. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述水凝胶前驱体溶液中锂藻土的浓度为25~45 mmol/l；和/或，所述光引发剂包括i2959光引发剂。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，包括：将所述水凝胶前驱体溶液置于模具中，密封，并于0~5℃冰水浴中用紫外光照射进行固化。
6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述照射的时间为15~25min；采用的紫外光的波长为365 nm。
7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：将所述块状导电水凝胶浸置于包含锌离子的锌盐溶液中，制得刺激响应离子导电水凝胶；优选的，所述浸置的时间为1 s~2 h。
8. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述锌盐溶液中锌离子的浓度为0.01~0.5 mol/l；和/或，所述锌盐溶液包括硫酸锌溶液。
9. 由权利要求1-8中任一项所述制备方法制得的刺激响应离子导电水凝胶，所述刺激响应离子导电水凝胶的伸长率为1024~1913%，对玻璃的剥离强度为0.35~47.46 n/m，并且具备对应变和温度的感知性能。
10.权利要求9所述的刺激响应离子导电水凝胶于制备应变/温度双模传感器件或仿生突触器件中的应用。
