Bakarich 等人把海藻酸钠和氯化钙溶液掺和到一块儿,进行挤出式 3D 打印。不光这样,他们还在这两种溶液里都添加了丙烯酰胺溶液。每打印完一层,就用紫外光照射一下,最后就搞出了离子共价缠绕(ICE)的水凝胶。
对于靠质子传导的导电水凝胶来说,质子主要来自硫酸、磷酸这类无机酸,也能够用 DMF、乙二醇等溶剂来替换水。按照格罗特斯(Grotthuss mechanism)的机理,靠着这些质子化或者非质子化溶剂里分子之间的质子交换,就能弄出传输电荷的载流子。
导电聚合物水凝胶呢,要么是把导电高分子跟水凝胶混到一块儿,要么是直接把导电高分子变成水凝胶。在 2000 年,白川英树等人因为导电聚乙炔拿到了诺贝尔化学奖,打那以后,导电高分子一直被科研工作者紧紧盯着。导电高分子能导电,是因为主链结构存在π-π共轭结构,或者能电离出离子,这样就能让载流子自由活动起来。一些常见的导电聚合物有聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚对苯乙炔等等。这些材料的电导率能通过掺杂或者电化学氧化还原的手段来调整。带正电荷的是 p 型掺杂,带负电荷的是 n 型掺杂。不过呢,导电高分子的共轭结构导致分子链不好转动,比较僵硬。