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水凝胶是一种柔软的材料同时也是一种具有高含水量的三维网络聚合物,由于其优异的柔韧性和拉伸性受到了科学工作者们的广泛关注。然而,传统的水凝胶材料不可避免地会在0℃以下冻结从而失去拉伸性和柔韧性,这严重限制了它们的实际应用。此外,水凝胶的粘性可以使水凝胶不需要其它介质直接粘附在皮肤或衣服上,拓宽了水凝胶在医用粘接和应变传感领域的应用。因此,制备一种能够在低温环境下正常使用同时具有优异粘韧性能的水凝胶是非常有意义的。在本论文中,我们将酪蛋白成功引入聚丙烯酰胺水凝胶体系,制备了一种PAAm/Casein水凝胶。酪蛋白间通过物理相互作用形成的网络可以与聚丙烯酰胺网络之间形成杂化网络,因此该水凝胶具有良好的机械性能,其中断裂应力达到168 kPa,断裂伸长率达到1450%以上。并且PAAm/Casein水凝胶对多种材料的表面,包括皮肤,金属,玻璃,塑料和橡胶,均表现出优异的粘合性能,其在钛表面上最大剥离力可以达到356.25 N/m。此外,氯化锂的加入,除了起到使酪蛋白聚集的作用,还赋予PAAm/Casein水凝胶优异的抗冻性和导电性。通过差示扫描量热(DSC)测试测得其抗冻温度可以达到-21℃。同时,通过电导率测试测得其电导率可以达到0.0753 S/cm。在此基础上,我们将PAAm/Casein水凝胶设计为一种可穿戴应变传感器,用于监测生理信号和人体运动。实验结果表明,该水凝胶应变传感器不仅可以用来监测膝关节、手腕和手肘等部位的宏观肢体运动,还可以用来监测发声、手指弯曲这类的微小振动。同时,出色的粘附力使PAAm/Casein水凝胶应变传感器可以更好的粘附在人体皮肤上,即使在剧烈运动或反复变形的情况下也可以高效传输电信号。PAAm/Casein水凝胶集合了韧性、粘性、抗冻和导电这几个优异的性能,因此其非常适用于低温环境下的可穿戴应变传感器。这种由蛋白质驱动的水凝胶应变传感器为柔性可穿戴水凝胶装置的开发和应用提供了新启示。PAAm/Casein水凝胶将成为被用于低温环境下在柔性电极,超级电容器和可穿戴设备等领域有前景的材料。