柔性电子设备在各种应用中发挥重要作用，例如健康监测，感觉皮肤和可植入设备。在挠性电子材料的开发上已经投入了大量的精力，其中水凝胶由于其生物相容性，柔韧性和类似于人体组织的机械性能而被认为是有吸引力的候选物。这些水凝胶与导电填料（例如碳纳米管（CNT），石墨烯，金属纳米线和导电聚合物）结合使用，可以改善电性能。此外，为了更好地匹配皮肤与设备之间的相互作用，还通过添加天然和合成粘合剂来赋予某些导电水凝胶以粘性。尽管已经取得了很大进展，但由于其脆弱的性质，在保持良好稳定性方面仍然面临着严峻的挑战。在本文中，受贻贝的黏附特性和变色龙变色机理的启发，南京大学医学院鼓楼医院的赵元金研究小组提出了一种新型的CNTs聚多巴胺（PDA）和弹性聚氨酯（PU）聚合。结构彩色膜具有视觉柔性电子设备所需的特性。

PDA由于其结构类似于贻贝分泌的粘附蛋白而受到广泛关注。因此，与PDA集成的材料可以提供出色的附着力和自修复性能。另外，由于不紧密排列的鸟嘌呤纳米晶体的光子响应，变色龙可以根据环境快速改变其肤色。为了模拟这种现象，可以开发出许多具有胶体晶体结构或反蛋白石结构的响应结构彩色材料，并将其应用于各种传感器。因此，利用上述优点，新型导电水凝胶的构造将在柔性电子领域带来有希望的发展。研究结果基于“受生物启发的可拉伸材料，Adhe“在视觉柔性电子产品中使用的导电和导电结构彩色膜”已在国际知名杂志“高级功能材料”上发表。视觉上柔性电子的受生物启发的可拉伸，可粘合和导电的结构彩色膜的示意图。将导电性CNTs-PDA填料引入弹性PU倒置不透明支架中，为双信号柔性电子设备设计了具有可拉伸，粘合，自愈和导电结构的彩色膜，因为PU层具有出色的柔韧性和反蛋白石结构，所制得的薄膜具有稳定的延展性和明亮的结构色，此外，由于PDA上的儿茶酚基团，该薄膜具有较高的组织粘附力和自抑制愈合能力，而CNT的引入使得该薄膜具有良好的导电性。更吸引人的是，该膜在互动过程中具有交互变色和机电性能拉伸过程。它可以用作双信号软人体运动传感器，用于实时彩色和电信号监控。

这些特性使生物激发的水凝胶电子在柔性电子领域具有巨大潜力。图2.混合膜的设计和微观结构。 （a）导电聚合物水凝胶复合结构有色膜的合成过程和微观结构示意图； （b）胶体晶体模板； （c）填充有胶体模板的聚氨酯； （d）聚氨酯反蛋白石的结构； （e）-（g）在导电聚合物水凝胶内部，在表面和横截面实验中，在复制二氧化硅胶体晶体模板的基础上，制备了独立的PU反蛋白石结构水凝胶膜。这些模板是通过垂直沉积方法由二氧化硅纳米颗粒自组装而成的。 （图2a）。溶剂逐渐蒸发后，形成高度有序的六角形紧密堆积阵列，将其在600°C进一步烧结以提高其机械强度，如图2b所示。首次引入可拉伸聚合物PU覆盖模板，并在毛细管作用下渗透到模板的空隙中。如图2c所示，混合膜通过在PU溶液中蒸发溶剂而固化。蚀刻二氧化硅模板后，具有反蛋白石结构的PU支架呈现周期性的多孔结构（图2d）。由于杂化膜的厚度大于二氧化硅模板的厚度，因此PU膜具有复合结构，上层是多孔的反蛋白石支架，而下层是弹性表面。为了使可拉伸的PU薄膜具有导电性，聚丙烯酰胺（PAAm）和CNTs-PDA相互渗透并引入反蛋白石支架的空隙中。在真空环境中，CNTs-PDA充当导体，而丙烯酰胺（AM）则迫使单体渗透到支架的纳米孔中并聚合形成膜的底部（图2e，f）。结果表明，合成的复合膜由柔性PU反蛋白石支架层和导电水凝胶层组成（图2g）。图3.电导率对各种实时人体运动的响应。总之，受自然有机体的启发，通过将CNTs-PDA填料整合到PU反向蛋白石支架中，开发了一种新型的弹性聚合物导电水凝胶杂化结构彩色膜。在该体系中，由于聚氨酯的柔韧性和反蛋白石结构，该膜具有稳定的拉伸性能和明亮的结构色。另外，CNT的存在使该膜具有良好的导电性，并且通过利用PDA，所得到的膜具有优异的粘合性和自修复性能。有趣的是，由于结构的颜色响应性，合成膜具有变色的能力，可以用作实时色彩感测的双信号软人类运动传感器监视和电信号监视。这些特性使生物激发的水凝胶电子在柔性电子产品和设备领域具有巨大潜力。