傳統導電水凝膠由于存在內部網絡結構缺陷、能量耗散機制低效以及功能性單一等問題，普遍表現出機械性能較差，靈敏度不佳，回彈性低和溶脹率高等缺陷，嚴重制約了在傳感監測、語言識別及智能穿戴設備領域的應用。針對這些問題，受生物組織中多重動態物理相互作用形成多級結構來增強材料性能的啟發，從聚合物分子及多級網絡結構設計出發，通過引入多重氫鍵和疏水締合等非共價相互作用，以及物理結晶和聚合物鏈纏結來構筑動態物理交聯網絡，進而制備了一系列多重動態物理交聯協同增強的導電水凝膠材料，并探究了在運動監測、語音識別及信息傳輸領域的應用。
1.受到海洋生物貽貝的啟發，通過多巴胺修飾的多肽（PDAEA）與溫敏性聚N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAM）結合，成功設計制備了一種具有可控粘附性和應變響應性的導電水凝膠。該材料具有良好的彈性、抗拉伸性和自修復性能。（Materials Chemistry Frontiers, 2020, 4,189-196.）
2. 利用鹽析效應，設計并制備了一種具有高機械強度、高靈敏度和優異導電性的離子導電水凝膠。由于高密度氫鍵和鏈纏結網絡的存在，離子導電水凝膠具有出色的機械性能，（拉伸強度（8.03 MPa），高韌性（28.7 MJ m-3）和高彈性模量（1 MPa）。此外，NaCl還賦予該傳感器在室溫和低溫條件下的高電導率（7.14 S/m），高精度（GF = 0.989）以及在較寬應變檢測窗口（0.2-400%）的靈敏應變響應能力。此水凝膠傳感器不僅能準確監測各種人類的運動信息，包括說話、呼吸、關節彎曲等，還有望用于醫療監測及語音識別等領域。（Materials Chemistry Frontiers,2021,5,315-323）
3. 受生物軟組織中異質網絡結構的啟發，利用“軟”氫鍵交聯聚合物網絡與通過雙氫鍵、疏水作用和π-π堆積交聯的“剛性”域之間的連接，成功制備了一種基于疏水締合的新型離子導電水凝膠傳感器。該水凝膠具有高拉伸性能(680%)和高回彈性(92.53%)，該水凝膠在較寬的溫度范圍(-20-25℃)具有較高的靈敏度(GF=3.12)和快速的應變響應(≤100 ms)。此外，還具有持久的穩定性和抗疲勞性，可以檢測，包括手指，手肘，慢跑和喉部的變化的各種人類日常活動。因此，這種“軟硬”結構為高性能離子導電水凝膠的制備提供了一種可行的解決方案，該材料在可穿戴設備、人工智能和電子皮膚等領域具有多功能傳感器的潛力。（Journal of Materials Chemistry A, 2021,9,20703-20713）
