离子液体凝胶(ionogels)是以被包裹的离子液体(ILs)为分散介质组成的网状结构。结合离子液体和聚合物网络的特性，离子凝胶不仅具有高的离子导电性、不可燃性和热/化学/电化学稳定性，而且具有高的柔韧性和力学性能。离子凝胶的独特特性使其应用范围广泛，包括固体电解质、储能/发电设备、电致动器、应变传感器、软机器人、可伸缩触摸板、膜分离等。
在此，华南理工大学岳衎教授团队报道了一类物理交联的多功能离子凝胶，该离子凝胶具有高度透明(可见区92%)、高度拉伸(高达%)、机械强度(断裂强度高达0.72MPa)、高导电性(25°C时最高可达2.92mScm1)、在空气和水下都能在室温下自愈。此外，该电离凝胶对水溶液和部分有机溶剂具有良好的耐水性，对多种基质具有较强的水下附着力，可通过乙醇溶解回收，再加工成任意形状。丰富的非共价键相互作用，包括氢键和离子偶极子相互作用，使离子凝胶具有优异的机械强度、回弹性和室温下快速自愈能力，而富氟聚合物基质对水和各种有机溶剂具有较高的耐受性。以及在水下对不同基材的粘附性。此外，基于离子凝胶的传感器对拉力或压缩的大范围变形具有灵敏、可重复的传感信号，包括在各种液体介质中的稳定应变传感，用于可靠、灵敏的可穿戴应变传感器监测人体运动。
众所周知，氟聚合物具有有趣的特性，如排斥水和油的低表面能、高稳定性和惰性，由于存在丰富的氟原子和CF键此外，鉴于聚丙烯酸酯是典型的柔性聚合物材料，具有良好的拉伸性和附着力，选择了含氟单体2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯(TFEA)作为聚合物基体。同时，选择丙烯酰胺(AAm)作为共聚单体，引入氢键作用来调节离子凝胶的力学性能。由于其化学稳定性、低熔点(17°C)和高导电性(25°C时为9.1mScm1)，选择了一种含有IL的疏水咪唑，1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺([EMIM][TFSI])作为电解质盐。离子凝胶是通过在[EMIM][TFSI]中进行TFEA和AAm的简便地一锅光引发共聚而制备的，在定制的硅胶模具中不添加任何化学交联剂(图1a)。离子溶剂[EMIM][TFSI]可以通过离子偶极子相互作用与聚合物基体上的CF3基团相互作用，这有助于增强IL与聚合物基体的相容性，提高离子凝胶的稳定性。
P(TFEA-co-AAm)和[EMIM][TFSI]的高混溶性保证了离子凝胶的良好均匀性，因此具有显著的光学透明度，制备的1.7mm厚的iongel-在可见光区(-nm)具有良好的透明度，平均透过率为92%。制备的离子凝胶样品具有良好的拉伸性能和机械强度，拉伸、扭转实验(图1c)和吊挂重量为1kg(图1d)证明了这一点。iongel-的韧性最高，为3.66MJm3，断裂应力为0.55MPa，断裂应变为%。iongel-样品在这些溶剂中浸泡24小时后，仍然具有良好的抗拉强度和伸延性。由于聚合物链的多重非共价相互作用和高流动性，我们的离子凝胶在室温下没有任何刺激的情况下表现出了出色的自主自修复能力。iongel-的玻璃化转变温度(Tg)为27°C，其聚合物基体P(TFEA-co-AAm)的Tg为60°C。iongel-在室温下的低Tg是由于[EMIM][TFSI]的塑化作用，增强了链的流动性和弹性。采用热重分析(TGA)研究了iongel-的热稳定性，结果显示，当重量损失为5%时，iongel-的分解温度高达°C。室温保存2个月后，电离层的形状保持良好，IL无渗漏现象，具有良好的储藏稳定性。从线性扫描伏安曲线得到的iongel-的分解电压超过3.5V，表明该离子凝胶具有较宽的电化学窗口和较高的电稳定性。基于离子凝胶的可穿戴式应变传感器，可以灵敏地检测和区分肢体弯曲、行走、跳跃等较大的身体动作，以及发音、脉搏等细微的肌肉动作。人们相信，所设计的离子凝胶将在可穿戴设备和离子电子学中显示出巨大的前景。
离子凝胶中存在大量的极性基团，如羰基、酰胺、三氟甲基和磺酰基团，可以通过多种相互作用，包括氢键、金属络合和疏水相互作用，对不同的底物提供强大的附着力。此外，氟取代聚丙烯酸酯共聚物可以降低电离层的表面能，有利于电离层与低表面能材料的粘附。所制备的离子凝胶可以在室温下紧紧附着在玻璃、橡胶、塑料、皮肤和金属等一系列不同的基材上。更有趣的是，由于电离凝胶的疏水组分能够抵抗水溶液中在基材上的水化作用，因此电离凝胶对上述各种基材也具有独特的水下粘附能力。
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