CN117510736B - 一种高导电纳米复合水凝胶组合物及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种高导电纳米复合水凝胶组合物及其制备工艺，包括，非金属元素掺杂纳米碳2‑7份、金属氧化物纳米线2‑7份、引发剂16‑40份、丙烯酰胺单体1000份、水溶性高分子聚合物1000‑10000份，去离子水1000份。有效增强了水凝胶整体导电性。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种高导电纳米复合水凝胶组合物及其制备工艺。
背景技术
水凝胶作为一种柔软而湿润的材料，具有独特的柔韧性和高拉伸性等，在软体驱动、生物医学、组织工程等领域表现出卓越优势。其多孔结构和高含水特性使其具备低界面接触阻抗和与皮肤共形接触的优点，成为了柔性可拉伸电子设备理想的基底材料之一。
导电水凝胶因其独特电化学特性而备受关注。目前，主要通过结合导电聚合物、金属颗粒和碳基纳米填料赋予其导电性。纳米碳材料如石墨烯和碳纳米管因其高导电性、环境稳定性和优异的机械强度广泛应用于导电水凝胶中。然而，其疏水特性和与高分子材料的弱界面结合特性使其在凝胶网络中难以与亲水性水凝胶良好结合。
且现有技术未考虑到通过异原子掺杂对碳材料的界面特性进行改善，影响了水凝胶的相容性，进而影响了水凝胶的导电性。此外，现有技术未考虑到将无机氧化物纳米线均匀分散在水凝胶基体中，影响了水凝胶的刚度。
发明内容
为此，本发明提供一种高导电纳米复合水凝胶组合物及其制备工艺，用以克服现有技术中纳米碳材料的疏水特性和与高分子材料的弱界面结合特性导致的其在凝胶网络中难以与亲水性水凝胶良好结合的问题。
一方面，本发明提供一种高导电纳米复合水凝胶组合物，按重量份包括：
非金属元素掺杂纳米碳2-7份、金属氧化物纳米线2-7份、引发剂16-40份、丙烯酰胺单体1000份、水溶性高分子聚合物1000-10000份、去离子水1000份；
其中，非金属元素掺杂纳米碳为硫化石墨烯、硫化碳纳米管、硼掺杂石墨烯和磷掺杂碳纳米管中的任意一种；
所述硫化石墨烯和硫化碳纳米管均采用两步硫化掺杂以控制硫的掺杂位置和数量。
进一步地，所述金属氧化物纳米线为SnO2、SiO2、TiO2、ZrO2中的任意一种。
进一步地，所述水溶性高分子聚合物包括：含有羟基和/或羧基的高分子聚合物。
进一步地，将所述非金属元素掺杂纳米碳和所述金属氧化物纳米线均匀分散在所述去离子水中以完成针对分散液A的制备。
进一步地，所述分散液A中，金属氧化物纳米线的浓度为2-8 mg/mL，非金属元素掺杂纳米碳的浓度为2-8 mg/mL。
进一步地，所述水溶性高分子聚合物和丙烯酰胺单体的质量比为1：0.1~1。
进一步地，将引发剂溶解在去离子水中以完成溶液B的制备，将水溶性高分子聚合物和丙烯酰胺单体加入所述分散液A中，分散均匀后再加入溶液B并搅拌均匀，以得到前驱体溶液；
所述前驱体溶液中丙烯酰胺与金属氧化物纳米线、非金属元素掺杂纳米碳质量比例为1:0.002~0.007：0.002~0.007；
分散液A与溶液B中去离子水的质量比为3:1。
进一步地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的至少一种，在溶液 B 中引发剂的浓度为0.08-0.2 g/mL。
另一方面，本发明还提供一种上述高导电纳米复合水凝胶组合物的制备工艺，包括：
将非金属元素掺杂纳米碳和金属氧化物纳米线均匀分散在去离子水中以完成针对分散液A的制备；
将引发剂溶解在去离子水中以完成溶液B的制备；
将水溶性高分子聚合物和丙烯酰胺单体加入到所述分散液A中，分散均匀后再加入所述溶液B并搅拌均匀，以得到前驱体溶液；
将前驱体溶液倒入模具中，在热引发温度下持续热引发预设的引发时间，以得到高导电纳米复合水凝胶组合物；
其中热引发温度为50-90 ℃，引发时间为15-70min。
与现有技术相比，通过异原子掺杂改善碳材料的界面特性，提高了与水凝胶的相容性，使其在凝胶网络中与亲水性水凝胶良好结合。从而增强了与水凝胶的导电特性。
进一步地，无机氧化物纳米线具有较高的模量，均匀分散在水凝胶基体中可形成的网状结构以阻止基体的变形，从而增加整体材料的刚度。
进一步地，水溶性高分子聚合物和聚丙烯酰胺组成的水凝胶体系中添加非金属元素掺杂纳米碳和金属氧化物纳米线，构建高导电、高拉伸以及高韧性特性的纳米复合水凝胶组合物；非金属元素掺杂纳米碳和金属氧化物纳米线均匀分散于水凝胶分子网络体系中；非金属元素掺杂改变纳米碳电子结构提高电子迁移能力，同时与高分子链形成分子间相互作用力，改善纳米碳与高分子网络的界面结合强度，有效增强了水凝胶整体导电性。进一步地，金属氧化物纳米线可在高分子网络中形成增强基体从而分担拉伸过程产生的变形应力，有效减缓裂纹扩展，从而提高水凝胶的拉伸度和力学韧性。
附图说明
图1为本发明实施例高导电纳米复合水凝胶组合物的制备工艺的步骤流程图；
图2为本发明实施例1-3和对比例制备的水凝胶组合物的应力应变曲线图；
图3为本发明实施例2制备的高导电纳米复合水凝胶组合物的应力应变循环曲线图；
图4为本发明实施例2制备的高导电纳米复合水凝胶组合物作为拉伸电极的电阻变化-应变曲线图；
图5为本发明实施例2制备的高导电纳米复合水凝胶组合物作为拉伸电极在不同应变下的电阻值相对变化曲线图；
图6为本发明实施例2制备的高导电纳米复合水凝胶组合物作为柔性传感器测试手指弯曲的电阻值相对变化曲线图；
图7为本发明实施例2制备的高导电纳米复合水凝胶组合物作为柔性传感器测试手指弯曲不同程度的电阻值相对变化曲线图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
请参阅图1所示其为本发明实施例高导电纳米复合水凝胶组合物的制备工艺的步骤流程图，包括
S1，将非金属元素掺杂纳米碳和金属氧化物纳米线均匀分散在去离子水中以完成针对分散液A的制备；
S2，将引发剂溶解在去离子水中以完成溶液B的制备；
S3，将水溶性高分子聚合物和丙烯酰胺单体加入分散液A中，分散均匀后再加入溶液B并搅拌均匀，以得到前驱体溶液；
S4，将前驱体溶液倒入模具中，在热引发温度下持续热引发预设的引发时间，以得到高导电纳米复合水凝胶组合物；
其中热引发温度为50-90 ℃，引发时间为15-70min；
优选地热引发温度为55-80 ℃，优选地引发时间为20-60min。
具体而言，通过上述工艺制得的高导电纳米复合水凝胶组合物按照重量份包括：
非金属元素掺杂纳米碳2-7份、金属氧化物纳米线2-7份、引发剂16-40份、丙烯酰胺单体1000份、水溶性高分子聚合物1000-10000份、去离子水1000份。
其中，非金属元素掺杂纳米碳为硫化石墨烯、硫化碳纳米管、硼掺杂石墨烯和磷掺杂碳纳米管中的任意一种；
所述硫化石墨烯和所述硫化碳纳米管均采用两步硫化掺杂以控制硫的掺杂位置和数量。
具体而言，所述金属氧化物纳米线为SnO2、SiO2、TiO2、ZrO2中的任意一种；
具体而言，所述水溶性高分子聚合物包括：含有羟基和/或羧基的高分子聚合物，优选为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、海藻酸钠、聚乙烯醇中的至少一种。
具体而言，将所述非金属元素掺杂纳米碳和所述金属氧化物纳米线均匀分散在所述去离子水中以完成针对分散液A的制备；
具体而言，所述分散液A中，金属氧化物纳米线的浓度为2-8 mg/mL，非金属元素掺杂纳米碳的浓度为2-8 mg/mL。
具体而言，所述水溶性高分子聚合物和丙烯酰胺单体的质量比为1:0.1~1，优选为1:0.3~0.65。
具体而言，将引发剂溶解在去离子水中以完成溶液B的制备，将水溶性高分子聚合物和丙烯酰胺单体加入分散液A中，分散均匀后再加入溶液B并搅拌均匀，以得到前驱体溶液；
所述前驱体溶液中丙烯酰胺与金属氧化物纳米线、非金属元素掺杂纳米碳质量比例为：1:0.002~0.007：0.002~0.007，优选为1:0.003~0.006:0.003~0.006。
分散液A与溶液B中去离子水的质量比为3:1。
具体而言，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的至少一种，优选为过硫酸铵或者过硫酸钾中的至少一种；在溶液 B 中引发剂的浓度为0.08-0.2 g/mL。
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
硫化石墨烯的制备：将0.3g氧化石墨烯（GO）溶解在30mL去离子水中，超声30min；再加入3g硫脲，在室温下磁力搅拌30min；然后将反应体系转移到聚四氟乙烯内衬中，置于180℃烘箱中，水热8h，冷却至室温，用去离子水抽滤洗涤后置于80℃烘箱中干燥过夜，得到单硫掺杂石墨烯。称取0.3g单硫掺杂石墨烯、0.9g二苄基二硫、3mL乙醇加入研钵中充分研磨混合，形成均匀的固体混合物，将混合物置于瓷舟内，放入管式炉中以10 ℃/min的速度升温至1000 ℃，通入氮气进行高温煅烧1h，样品在氮气氛围下冷却到室温，最终制得硫化石墨烯。
高导电纳米复合水凝胶组合物的制备：
称量20 mg 硫化石墨烯、20 mg TiO2纳米线于5 mL去离子水中，搅拌均匀，制得4mg/mL的硫化石墨烯/TiO2分散液；称量0.5 g过硫酸钾于5 mL去离子水中，搅拌均匀，制得0.1 g/mL的过硫酸钾溶液。
将4 g聚丙烯酸和2 g丙烯酰胺单体加入到1.5 mL 4 mg/mL的硫化石墨烯/TiO2分散液中，分散均匀后再加入0.5 mL 0.1 g/mL的过硫酸钾溶液，用玻璃棒搅拌均匀，得到前驱体溶液。
将前驱体溶液倒入模具中，置于65℃烘箱中进行热引发40min，得到高导电纳米复合水凝胶组合物。
实施例2
硫化碳纳米管的制备：将2 g CNTs加入到200 mL浓硫酸中搅拌1h，然后缓慢加入5g 高锰酸钾，在室温下搅拌1h，然后在55 ℃下加热搅拌30min，升温至70 ℃，加热搅拌30min，在连续搅拌下将反应体系冷却至室温。将反应混合物倒在含有10 mL 30% 过氧化氢的冰浴中，使反应骤灭。对产物用去离子水洗涤至中性。样品在60 ℃的烘箱中干燥过夜，制得氧化碳纳米管。将0.3g氧化碳纳米管溶解在30mL去离子水中，超声30min；再加入3g硫脲，在室温下磁力搅拌30min；然后将反应体系转移到聚四氟乙烯内衬中，置于180 ℃烘箱中，水热8h，冷却至室温，用去离子水抽滤洗涤后置于80 ℃烘箱中干燥过夜，得到单硫掺杂碳纳米管。称取0.3g单硫掺杂碳纳米管、0.9g二苄基二硫、3mL乙醇加入研钵中充分研磨混合，形成均匀的固体混合物，将混合物置于瓷舟内，放入管式炉中以10 ℃/min的速度升温至1000 ℃，通入氮气进行高温煅烧1h，样品在氮气氛围下冷却到室温，最终制得硫化碳纳米管。
高导电纳米复合水凝胶组合物的制备：
称量30 mg 硫化碳纳米管和30 mg SiO2纳米线于5 mL去离子水中，搅拌均匀，制得6 mg/mL的硫化碳纳米管/SiO2纳米线分散液；称量0.5 g过硫酸铵于5 mL去离子水中，搅拌均匀，制得0.1 g/mL的过硫酸铵溶液。
将4 g聚丙烯酸和2 g丙烯酰胺单体加入到1.5 mL 6 mg/mL的硫化碳纳米管/SiO2纳米线分散液中，分散均匀后再加入0.5 mL 0.1 g/mL的过硫酸铵溶液，用玻璃棒搅拌均匀，得到前驱体溶液。
将前驱体溶液倒入模具中，置于60℃烘箱中进行热引发30min，得到高导电纳米复合水凝胶组合物。
实施例3
硼掺杂石墨烯材料的制备：将0.3g氧化石墨烯溶解在30mL去离子水中，超声30min；再加入3g硼酸铵，在室温下磁力搅拌30min；然后将反应体系转移到聚四氟乙烯内衬中，置于180℃烘箱中，水热8h，冷却至室温，用去离子水抽滤洗涤后置于80 ℃烘箱中干燥过夜，得到硼掺杂石墨烯。
高导电纳米复合水凝胶组合物的制备：
称量40 mg 硼掺杂石墨烯、40 mg SnO2纳米线于5 mL去离子水中，搅拌均匀，制得8 mg/mL硼掺杂石墨烯/SnO2纳米线分散液；称量0.6 g过硫酸铵于5 mL去离子水中，搅拌均匀，制得0.12 g/mL的过硫酸铵溶液。
将4 g聚乙烯醇和2 g丙烯酰胺单体加入到1.5 mL 8 mg/mL的硼掺杂石墨烯/SnO2纳米线分散液中，分散均匀后再加入0.5 mL 0.12 g/mL的过硫酸铵溶液，用玻璃棒搅拌均匀，得到前驱体溶液。
将前驱体溶液倒入模具中，置于70℃烘箱中进行热引发50min，得到高导电纳米复合水凝胶组合物。
实施例4
磷掺杂碳纳米管的制备：将2 g碳纳米管加入到200 mL浓硫酸中搅拌1h，然后缓慢加入5 g 高锰酸钾，在室温下搅拌1h，然后在55 ℃下加热搅拌30min，升温至70 ℃，加热搅拌30min，在连续搅拌下将反应体系冷却至室温。将反应混合物倒在含有10 mL 30% 过氧化氢的冰浴中，使反应骤灭。对产物用去离子水洗涤至中性。样品在60 ℃的烘箱中干燥过夜，制得氧化碳纳米管。称取2g五氯化磷溶解在30mLN,N-二甲基吡咯烷酮中，再加入0.3g氧化碳纳米管，超声30min；然后将反应体系转移到聚四氟乙烯内衬中，置于180 ℃烘箱中，溶剂热8h，冷却至室温，用去离子水抽滤洗涤后置于80℃烘箱中干燥过夜，得到磷掺杂碳纳米管。
称量30 mg 磷掺杂碳纳米管、30 mg ZrO2纳米线于5 mL去离子水中，搅拌均匀，制得6 mg/mL的磷掺杂碳纳米管/ZrO2纳米线分散液；称量0.75 g过硫酸钾于5 mL去离子水中，搅拌均匀，制得0.15 g/mL的过硫酸钾溶液。
将4 g聚丙烯酸钠和2 g丙烯酰胺单体加入到1.5 mL 6 mg/mL的磷掺杂碳纳米管/ZrO2纳米线分散液中，分散均匀后再加入0.5 mL 0.15 g/mL的过硫酸钾溶液，用玻璃棒搅拌均匀，得到前驱体溶液。
将前驱体溶液倒入模具中，置于75℃烘箱中进行热引发30min，得到高导电纳米复合水凝胶组合物。
本方案中通过使用两步硫化工艺（硫脲+二苄基二硫）进行碳纳米管的硫源掺杂，因两步硫化工艺允许在原子尺度上精确控制硫的掺杂位置和数量，故有效提高了碳纳米管的结构和性能调控的可控性。
相比较于单硫源硫化工艺，两步硫化工艺可以实现对碳纳米管活性位点的精细调控，有助于提高对于碳纳米管的表面特性，特别是与有机基团之间的界面相互作用力。
更为重要的是，与单硫源掺杂相比，两步硫化工艺能够形成更加稳定的掺杂硫原子，从而提高碳纳米管的热稳定性和化学稳定性。
对比例
称量0.5 g过硫酸铵于5 mL去离子水中，搅拌均匀，制得0.1 g/mL的过硫酸铵溶液。
将4 g聚丙烯酸和2 g丙烯酰胺单体加入到1.5 mL去离子水中，分散均匀后再加入0.5 mL 0.1 g/mL的过硫酸铵溶液，用玻璃棒搅拌均匀，得到前驱体溶液。
将前驱体溶液倒入模具中，置于60℃烘箱中进行热引发30min，得到水凝胶组合物。
将上述实施例和对比例按以下工艺进行实验测试：
拉伸力学性能测试：将制备完成的多个水凝胶组合物两端夹在力学测试仪的夹具上，测试拉伸力学性能和拉伸循环稳定性；
实施例1-3和对比例制备的水凝胶组合物的应力应变曲线如图2所示，所述实施例2制备的高导电纳米复合水凝胶组合物的应力应变循环曲线如图3所示；针对每次高导电纳米复合水凝胶组合物的拉伸与收缩在图3中均包括两条曲线，其中本方案中共进行十次循环，针对单次循环靠上一条的曲线为针对高导电纳米复合水凝胶组合物拉伸时的应力应变曲线，靠下一条的曲线为针对高导电纳米复合水凝胶组合物收缩时的应力应变曲线。
图2中可以看出，实施例2中制备的水凝胶拉伸性能最好，断裂强度约为120 KPa，断裂长度约为2400%。与对比例相比较可知，硫掺杂纳米碳的加入大大提升了水凝胶组合物的拉伸性能。图3为实施例2制得的水凝胶组合物的拉伸循环应力应变曲线，从图中可以看出，从第2次循环开始，拉伸性能较为稳定。
拉伸电学性能测试：将实施例2制得的高导电纳米复合水凝胶组合物两端夹在力学测试仪的夹具上，并同时引出电极与电化学工作站相连，测试拉伸电学性能；
所述实施例2制备的高导电纳米复合水凝胶组合物作为拉伸电极的电阻变化-应变曲线如图4所示，所述实施例2制备的高导电纳米复合水凝胶组合物作为拉伸电极在不同应变下的电阻值相对变化曲线如图5所示。
图4中可以看出，随着水凝胶的拉伸，其电阻逐渐增加，在拉伸1100%时，电阻变化率约为60倍；在力学应变过程中，水凝胶组合物的灵敏度主要分成两个阶段，第一阶段的平均应变灵敏度为3.67，第二阶段的平均灵敏度为9.27。图5为水凝胶在不同应变下的相对电阻变化曲线，可知本发明制备的高导电纳米复合水凝胶组合物具有良好的电机械性能和拉伸稳定性。
电机械性能测试：将实施例2制得的高导电纳米复合水凝胶组合物贴合于手指关节处监测人体运动，与电化学工作站连接，使手指进行不同程度的伸直、弯曲循环，记录水凝胶内部电阻值的相对变化量；
所述实施例2制备的高导电纳米复合水凝胶组合物作为柔性传感器测试手指弯曲的电阻值相对变化曲线如图6所示，所述实施例2制备的高导电纳米复合水凝胶组合物作为柔性传感器测试手指弯曲不同程度的电阻值相对变化曲线如图7所示。
结合图6及图7中水凝胶在手指伸直弯曲时电阻值的相对变化，可知本发明制备的高导电纳米复合水凝胶组合物对于手指伸直弯曲有明显的电信号响应，对于微小的状态变化能有准确的检测，因此本发明制备的水凝胶具有较高的灵敏度监测特性。
高导电高拉伸以及高韧性的纳米复合水凝胶可用于柔性力学传感器、电生理电极等领域，实现对运动姿态等人体生理状态的精准监测。
高导电纳米复合水凝胶组合物具有如下优异特性：
优异的电学特性，本发明制备得到的水凝胶组合物的拉伸应变1100%时，电阻变化率约为60倍。
高可拉伸度，本发明制备所得的水凝胶组合物的最大拉伸度约为2400%。
高力学韧性，本发明制备所得的水凝胶组合物的拉伸强度超过120 Kpa。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高导电纳米复合水凝胶组合物，其特征在于，按重量份包括：
非金属元素掺杂纳米碳2-7份、金属氧化物纳米线2-7份、引发剂16-40份、丙烯酰胺单体1000份、水溶性高分子聚合物1000-10000份、去离子水1000份；
其中，非金属元素掺杂纳米碳为硫化石墨烯、硫化碳纳米管、硼掺杂石墨烯和磷掺杂碳纳米管中的任意一种；
所述硫化石墨烯和所述硫化碳纳米管均采用两步硫化掺杂以控制硫的掺杂位置和数量；
其中，将所述非金属元素掺杂纳米碳和所述金属氧化物纳米线均匀分散在所述去离子水中以完成针对分散液A的制备；
将所述引发剂溶解在水中以完成溶液B的制备；
将所述水溶性高分子聚合物和所述丙烯酰胺单体加入分散液A中，分散均匀后再加入溶液B并搅拌均匀，以得到前驱体溶液；
将所述前驱体溶液倒入模具中，在热引发温度下持续热引发预设的引发时间，以得到高导电纳米复合水凝胶组合物。
2.根据权利要求1所述的高导电纳米复合水凝胶组合物，其特征在于，所述金属氧化物纳米线为SnO2、SiO2、TiO2、ZrO2中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的高导电纳米复合水凝胶组合物，其特征在于，所述水溶性高分子聚合物包括：含有羟基和/或羧基的高分子聚合物。
4.根据权利要求3所述的高导电纳米复合水凝胶组合物，其特征在于，将所述非金属元素掺杂纳米碳和所述金属氧化物纳米线均匀分散在所述去离子水中以完成针对分散液A的制备。
5.根据权利要求4所述的高导电纳米复合水凝胶组合物，其特征在于，所述分散液A中，金属氧化物纳米线的浓度为2-8 mg/mL，非金属元素掺杂纳米碳的浓度为2-8 mg/mL。
6.根据权利要求5所述的高导电纳米复合水凝胶组合物，其特征在于，所述水溶性高分子聚合物和丙烯酰胺单体的质量比为1：0.1~1。
7.根据权利要求6所述的高导电纳米复合水凝胶组合物，其特征在于，将引发剂溶解在去离子水中以完成溶液B的制备，将水溶性高分子聚合物和丙烯酰胺单体加入所述分散液A中，分散均匀后再加入溶液B并搅拌均匀，以得到前驱体溶液；
所述前驱体溶液中丙烯酰胺与金属氧化物纳米线、非金属元素掺杂纳米碳质量比例为1:0.002~0.007：0.002~0.007；
分散液A与溶液B中去离子水的质量比为3:1。
8.根据权利要求7所述的高导电纳米复合水凝胶组合物，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的至少一种，在溶液 B 中引发剂的浓度为0.08-0.2 g/mL。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述高导电纳米复合水凝胶组合物的制备工艺，其特征在于，包括，
将非金属元素掺杂纳米碳和金属氧化物纳米线均匀分散在去离子水中以完成针对分散液A的制备；
将引发剂溶解在去离子水中以完成溶液B的制备；
将水溶性高分子聚合物和丙烯酰胺单体加入到所述分散液A中，分散均匀后再加入所述溶液B并搅拌均匀，以得到前驱体溶液；
将前驱体溶液倒入模具中，在热引发温度下持续热引发预设的引发时间，以得到高导电纳米复合水凝胶组合物；
其中热引发温度为50-90 ℃，引发时间为15-70min。
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