随着智能产品的不断升级和迭代，柔性导电材料发展迅速，并被广泛应用于运动监测[1]、人机交互[2]、医疗保健[3,4]和软体机器人[5]等新兴领域。通过调整内部网络结构，基于聚合物的导电材料可以定制出具有不同机械性能的产品[6]。水凝胶和有机凝胶都是良好的聚合物导电基质，即使在严重变形的情况下也能保持稳定的性能。同时，由于它们具有理想的导电性、生物相容性和可拉伸性[7],[8],[9],[10],[11],[12],[13]，它们被认为是制备柔性电子设备的非常有前景的材料。导电凝胶通常根据不同的导电物质分为离子导电凝胶和电子导电凝胶[14,15]。2023年，吴等人向凝胶体系中添加了ChCl，不仅形成了双网络结构，还为导电网络提供了必要的离子盐[16]。2022年，杨等人使用PEDOT:PSS作为导电掺杂剂，交联多种导电聚合物，制备了具有超高电导率的水凝胶[17]。2024年，刘等人使用碳纳米管作为导电填料，制备了用于监测人体生理活动的高灵敏度电子导电凝胶[18]。
然而，当前的柔性电子设备——特别是含有高挥发性和流动性液体成分的水凝胶传感器和人造皮肤——由于水分流失或材料泄漏，面临长期失效的潜在风险[19,20]。相比之下，光聚合凝胶具有显著的优势。这些凝胶主要利用光敏树脂，其预聚物的聚合反应由可见光或紫外线触发。这一过程将小分子单体整合到聚合物网络中，大大降低了失效风险。
数字光处理（DLP）3D打印技术用于制备具有定制结构的柔性传感器，已成为一项关键技术[21,22]。例如，基于直接墨水书写（DIW）的3D打印可以通过精确控制具有特定流变特性的“墨水”材料并逐层堆叠来构建复杂结构，并已成功用于制造离子凝胶[23,24]。2022年，向等人提出了一种纯离子液体设计策略，利用[VBIm][BF?]和[C??VIm][BF?]的一锅共聚反应制备了坚韧的离子凝胶材料[25]。2023年，王等人使用纳米纤维素制备了高灵敏度的环保传感器，用于监测人体生理活动[26]。2023年，Heidarian等人使用壳聚糖和氯化亚铁制备了无需额外化学交联的自修复水凝胶[27]。2024年，张等人使用纳米颗粒解决了柔性下降问题，开发了一种超柔软的无需基底的压力传感器[28]。
基于导电凝胶的柔性传感器的实际应用受到其机械性能的限制。这些挑战主要体现在两个方面：首先，传统的单网络凝胶通常无法提供足够的机械支撑和耐用性[29,30]；其次，引入导电载体（如离子液体）往往会降低聚合物网络的交联密度，进一步削弱其机械性能[31]。因此，开发有效的增强策略至关重要。常见的方法包括设计复杂的网络结构（如双网络、多网络、长链-短链和软硬链[16],[32],[33],[34]）或加入碳纳米管[18,35]、石墨烯[36]和二氧化硅[37]等纳米填料，以实现所需的机械强度和稳健性。
在众多填料材料中，生物材料因其卓越的物理化学性质和生物相容性而脱颖而出。丝绸主要由丝素组成，因其出色的强度、韧性以及氨基、羟基和羧基等丰富的官能团而备受青睐。这些官能团可以与聚合物基质形成动态氢键[38],[39],[40]。以往的研究主要集中在将丝素掺入水凝胶或传统弹性体中。然而，丝素在DLP 3D打印应用中形成“双向氢键网络”的独特潜力尚未得到充分探索。这一概念涉及丝素链作为动态桥接剂与聚合物基质相互作用，促进能量有效耗散，同时保持低粘度和快速固化性能。总之，将丝素固有的性质与光敏材料结合，可以显著提升光固化3D打印柔性材料的性能，是一个有前景的研究方向。
在本研究中，我们将纯化的丝胶蛋白溶液（PSFS）引入2-羟基乙基丙烯酸酯（HEA）单体中，丝胶蛋白与HEA形成了双向氢键网络。这种动态网络通过实现可逆的能量耗散，显著增强了机械性能，如韧性和应变恢复能力。此外，通过加入碳纳米管（CNTs）作为导电纳米填料，我们成功制备了能够监测各种人体运动的柔性应变传感器（HEA/PSFS@CNTs）。表S1展示了丝蛋白增强的优势。
本研究通过利用生物质材料增强聚合物单体，制备了高性能弹性体及其传感器，为具有优异机械性能的柔性3D打印传感器及其应用提供了新的方法。
