近年来，聚丙烯酰胺（PAM）水凝胶因其可控的机械性能和易于功能化等特点，在电子皮肤、自供电传感器和人机交互等领域得到了广泛的应用。为了研究影响水凝胶性能的因素，逐渐开发了一系列AM衍生物水凝胶。AM衍生物显著的亲水性通过增溶作用使大部分组分均匀分散在水凝胶基体中，使网络变得更紧密，增强了水凝胶的力学性能。此外，大分子链的物理纠缠还用于实现聚N，N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）基水凝胶的自修复性。尽管在AM衍生物单体制备多功能水凝胶方面的工作慢慢的变多，但仍然需要对分子间相互作用产生的重要的条件进行系统且深入的解释，如空间位阻、电子效应和疏水缔合作用等。

  济南大学姜绪宝副教授和德州学院医药与护理学院顾相伶院长等人以伯胺（AM）、仲胺（NMA）和叔胺（DMAA）为单体，以MC为第二网络合成一系列双网络水凝胶。采用吡咯（Py）溶液浸泡和FeCl3·6H2O还原反应相结合的策略制备了高度分散的聚吡咯（PPy）聚合物链水凝胶。采用分子动力学模拟、傅里叶变换红外和XRD等方法分析了羟基与PAM衍生聚合物分子间氢键的强度。对大分子取代基对水凝胶性能的影响进行了深入讨论。在此，将通过精心设计的大分子调控策略，对PAM衍生物智能水凝胶进行系统和深入的理解。

  以AM、DMAA或NMA为单体，MBA为交联剂，在70°C存在下，采用紫外光交联聚合制备了三种双网络水凝胶。AM衍生物为第一网络，MC为第二网络，AM衍生物中的酰胺基团与MC中的羟基之间形成的第一能级氢键（HB-1）,有望增强水凝胶的延展性和韧性。采用吡咯（Py）溶液浸泡和FeCl3·6H2O还原反应相结合的策略制备了高度分散的聚吡咯（PPy）聚合物水凝胶。

  水凝胶的溶胀动力学是经过测量水中的重量变化来确定的。浸泡12 h后，归因于网络之间的弱氢键，PAM-MC和PDMAA-MC水凝胶由松弛状态变为膨胀状态，质量为原来的4∼5倍。与其他水凝胶相比，PNMA-MC水凝胶的溶胀速率明显降低，这是由于其形成分子间氢键的能力更强，导致内部结构的致密性和规律性更高，因此水分子不易进入，溶胀速率低。水浸泡12 h后，水凝胶的质量仅增加了0∼0.2倍，表明引入PPy后水凝胶的抗溶胀能力大幅度的提升。PPy@（PAM-MC）和PPy@（PNMA-MC）水凝胶的体积在5次循环再水化过程中均存在收缩缺陷，而PPy@（PDMAA-MC）水凝胶在脱水和重吸收后仍能保持原有体积，具有优良的再水化性能。此外，浸泡在人工汗液或水中12 h，水凝胶的溶胀率几乎保持不变。

  PPy@（PDMAA-MC）水凝胶的电导率为6.8 S/m，远高于其他水凝胶（0.3–5 S/m）。此外，PPy@（PDMAA-MC）水凝胶的灵敏度高于PPy@（PAM-MC）和PPy@（PNMA-MC），后者在100 ms内显示出反应和恢复。基于PPy@（PDMAA-MC）水凝胶在传感方面的适用特性，包括对人体皮肤的附着力、优异的导电性和快速响应能力，该水凝胶具有监测人体运动进行健康评估的潜力。因此，这种水凝胶直接粘附在各种关节上，包括手指、肘部、膝盖和脚踝，使其能适应身体多个位置的实时监测。

  将PPy@(PDMAA-MC)水凝胶应用于铜锌电池中，能实现在电化学领域的应用。并且，水凝胶可被用作触摸屏笔，可在智能手机上书写字母和通话。总的来说，PPy@(PDMAA-MC)自供电水凝胶传感器在电子皮肤、AI和可穿戴电子设备方面具有巨大的潜力。

  这项研究以AM、DMAA和NMA三种AM衍生物单体为制备双网络水凝胶，以聚合物主链为第一网络，以MC为第二网络合成聚合物主链。分子动力学模拟、傅里叶变换红外光谱和XRD根据结果得出，AM、DMAA和NMA聚合物中的氨基取代基以及MC中的羟基形成分子间氢键的能力日益增强。在多能级氢键的协同作用下，制备的导电水凝胶具备优秀能力的性能。PPy@（PDMAA-MC）水凝胶整体性能优异，例如，拉伸循环100次后应力保持不变;5次干湿循环后体积稳定保持;制造的可穿戴传感器的最高电导率为6.8 S/m，响应速度最快为0.1 s;自供电设备的电容为438.27 mF/cm2，它被赋予了用于电子皮肤的巨大潜力。这项研究为水凝胶的优化和双模电子皮肤的构建提供了一种新颖有效的途径。

  探究羟基与伯胺、仲胺或叔胺的分子间氢键强度，揭示了水凝胶的大分子取代基与本体性质之间的关系。