在实际应用中，水凝胶电解质仍面临严峻挑战。柔性水系锌离子电池（AZIBs）在日常运作中可能遭遇各种物理变形，包括过度拉伸、弯曲、挤压、切割甚至穿刺等极端情况。同时，为了适应低温环境如−20~0°C，水凝胶电解质需具备良好的抗冻性。目前，科研界主要通过两种策略来降低其凝固温度：一是引入高浓度电解质盐（例如ZnSO4和Zn(CF3SO3)2），但这种方法会大幅削弱材料的机械强度；二是添加有机溶剂，然而这类溶剂易挥发且具有可燃性，存在安全隐患。此外，提升电解质机械性能往往会牺牲离子传输效率，使得开发出兼具优异机械特性和导电性的抗冻水凝胶电解质成为一个极具挑战的任务。
    近日，南京大学化学化工学院李承辉教授团队联合金钟教授团队取得突破性进展，成功研发出一种超拉伸、抗疲劳、自粘合以及抗冻的超分子水凝胶电解质。该水凝胶表现出卓越的力学性能，断裂强度高达185.4 kPa，韧性达到1182.5 kJ m^(-3)，弹性模量为95.2 kPa，并展现出惊人的断裂应变能力（2650%）。同时，得益于配体与Zn2+之间的动态交换机制，该电解质在各种应力条件下依然保持稳定，并拥有出色的低温耐受性（-97 °C）及优秀的导电性（38.2 mS cm^(-1)）。
    采用此水凝胶电解质构建的全电池实现了高效稳定的锌离子沉积，展现出高达230.6 mAh g^(-1) 的容量、1000次循环后仍能保留75.2%的容量，且能在-40 °C低温和180°弯曲状态下保持电化学稳定性。此外，利用这种水凝胶制成的柔性传感器也表现出了卓越的性能，如高应变灵敏度（GF = 2.89）、快速响应时间（60 ms）以及良好的耐穿刺、撕裂和切割性能，使其在智能可穿戴设备领域具有广阔的应用前景。
    这项研究成果以“Tough, Anti-Fatigue, Self-Adhesive, and Anti-Freezing Hydrogel Electrolytes for Dendrite-Free Flexible Zinc Ion Batteries and Strain Sensors”为题发表于《Advanced Functional Materials》杂志上。文章共同第一为南京大学化学化工学院博士研究生陈宗举和沈天宇，通讯则为南京大学化学化工学院李承辉教授、金钟教授以及南京林业大学理学院罗艳龙副教授。
    通过设计并合成基于聚丙烯酰胺和变齿配体Al-Hbimcp的水凝胶电解质，研究团队巧妙地解决了传统水凝胶电解质面临的多重问题，这一成果不仅展示了卓越的力学、电化学性能和抗冻特性，还为全方位优化水凝胶电解质的设计提供了新的战略思路。