水凝胶通过交联天然高分子或者化学合成材料,在内部形成稳定的三维网络结构,具有良好的生物相容性、优秀的机械性能,广泛地应用于生物组织工程、仿生电子皮肤、可穿戴设备、刺激响应型致动器上。近年来因其广泛的来源、卓越的生物相容性,天然来源高分子材料吸引了越来越多研究者的兴趣。另外3D打印技术的兴起使高效率、高保真复杂结构的制作成为可能,极大地拓展了传统材料在组织工程支架构建、电子皮肤和致动器领域的应用潜能。作为最主要的食物营养来源之一,蛋清本质是含有多种蛋白质的均一化液体高分子材料,利用其天然溶液属性,通过简单易行的方式合成蛋清水凝胶,具有非常广阔的应用前景和极大的经济效益。我们探索出利用碱性环境诱导蛋清溶液成胶的方法,证实成胶后蛋白质二级结构的构象变化。不同于传统加热法的硬度不可调节性,这种新型的蛋白质水凝胶可以通过改变氢氧化钠和蛋清的比例调整其最终机械性能,并可通过去质子化羧基与多价阳离子的二次交联形成强度更高的弹性水凝胶。体外细胞培养和体内降解实验证实蛋清水凝胶具有良好的细胞相容性和降解性能。不同于传统生物墨水需要增稠剂或快速交联设备的辅助,因为其内部分子链间形成富氢键连接,蛋清水凝胶具备“剪切变稀”和“自愈合”的性能,使其可以作为“直写生物墨水”用于直接3D打印复杂结构的组织工程化支架。并且将这两种特性应用于湿纺技术能够快速大量制作具有高强度和高韧性的蛋清水凝胶纤维,未来可用于神经或肌肉组织工程领域。将碳纳米管作为导电填充剂与蛋清共混成胶,这种复合胶保留“剪切变稀”和“自愈合”的性能,通过3D打印技术可以制作仿生电子皮肤,能够识别微小重物,检测食指不同弯曲角度,特异性远位检测食指掌指关节弯曲,并能精确检测脉搏,同时具备快速响应性和信号稳定性。由于蛋清水凝胶可以通过二次交联得到硬度更大的胶体,同时借助于二次交联后的水凝胶与原始水凝胶吸水溶胀性能的巨大差异,通过z轴方向上的梯度交联技术,能够制作具备高敏感度、强收缩性的湿度响应型高效致动器,结合4D打印技术在未来可制作高精度湿敏型致动器来精确控制打印物体的定向运动。