水凝胶是由亲水性分子通过物理或化学交联作用形成的具有三维网络结构的高分子材料,具有丰富的含水量、良好的生物相容性和保水性等特点,在人造软组织替代物、柔性传感、药物载体、智能机器人和农业抗旱等方面具有潜在的应用价值。然而传统水凝胶的机械强度低且耐寒性差,极大的限制了水凝胶的应用。近年来基于水凝胶材料的柔性传感器被广泛研究,但大多数水凝胶传感器存在监测类型单一且可监测范围有限（形变范围和使用温度范围）等问题,从而限制了水凝胶在柔性可穿戴传感器中的应用。针对以上问题,本文利用简单通用的盐溶液浸泡法制备了离子-共价和链缠结-共价高机械性能抗冻壳聚糖/聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）双网络水凝胶,并研究了其在柔性传感器中的应用。具体的研究内容如下:（1）高机械性能抗冻壳聚糖/聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）离子-共价双网络水凝胶（DN-Sul gel）的构建与性能研究。首先采用一锅法制备了基于共价键和氢键作用的壳聚糖/聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）复合水凝胶,然后将复合水凝胶浸泡到Fe₂（SO₄）₃溶液中得到离子-共价双网络水凝胶。丙烯酸与丙烯酰胺共聚形成化学交联网络,壳聚糖离子交联网络作为物理交联网络,两个网络协同作用赋予DN-Sul gel突出的机械性能（拉伸强度:2.45 MPa,弹性模量:0.49 MPa,拉伸应变:540%和韧性:6.79 MJ/m³）。水凝胶中的壳聚糖物理网络和离子配位作用(CO₂LFe^III)赋予水凝胶优异的自恢复性能、自修复性能和抗软化性能。调节水凝胶中的固含量、Fe₂（SO₄）₃溶液的浓度和浸泡时间能够调控水凝胶的力学性能。此外,水凝胶中的离子能够抑制水分子的聚集并削弱水分子间的氢键作用从而使水凝胶具有卓越的抗冻性能（-20 ℃）。（2）高机械性能抗冻导电壳聚糖/聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）链缠结-共价双网络水凝胶（DN-Cl gel）的构建与传感性能研究。将壳聚糖/聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）复合水凝胶浸泡到Fe Cl₃溶液中形成具有优异机械性能、抗冻性能和离子导电性能的链缠结-共价双网络水凝胶。与DN-Sul gel相比,DN-Cl gel具有更加致密的网络结构,表现出更加优异的机械性能（拉伸强度:6.09 MPa,弹性模量:2.12 MPa和断裂韧性:15.93 MJ/m³）和抗冻性（-25 ℃）。此外,DN-Cl gel中自由离子的迁移使水凝胶具有良好的离子导电性。由DN-Cl gel组装形成的传感器能够监测拉伸、压缩和不同弯曲角度变形以及人体关节的运动,且具有较高的灵敏度（ε_t=400%时,GF=6.60）和循环稳定性（300次循环）。DN-Cl gel在低温下仍然能够保持优异的机械柔韧性和离子导电性,在-20 ℃下水凝胶传感器的灵敏度高达3.85（ε_t=280%）,高于大多数导电水凝胶在低温下的灵敏性。