D'un point de vue technique, les gels conducteurs sont généralement composés de charges conductrices (telles que des particules métalliques, des nanotubes de carbone, du graphène, etc.) et de matrices polymères (telles que du silicone, du polyuréthane, etc.). La dispersion uniforme des charges au sein de la matrice forme un réseau conducteur améliorant significativement la conductivité. Cette structure conserve la flexibilité des matériaux polymères tout en conférant une conductivité métallique, ce qui la rend largement applicable dans l'électronique, l'énergie et la biomédecine.
Dans le domaine de l'électronique, les gels conducteurs sont fréquemment utilisés dans la fabrication de dispositifs électroniques flexibles. Par exemple, dans les appareils portables, les gels conducteurs peuvent servir de matériaux d'électrode, formant un bon contact avec la peau pour obtenir une acquisition de haute-précision de signaux bioélectriques (tels que des électrocardiogrammes et des électromyogrammes). Leur flexibilité évite la distorsion du signal causée par les contraintes mécaniques liées au mouvement des électrodes rigides traditionnelles, tandis que leur adhésion garantit une stabilité à long terme. De plus, les gels conducteurs peuvent être utilisés comme couches conductrices dans les écrans tactiles, les écrans flexibles et d'autres appareils, remplaçant ainsi les matériaux traditionnels à base d'oxyde d'indium et d'étain (ITO), réduisant ainsi les coûts de production et améliorant la résistance à la flexion.
Dans le domaine de l’énergie, les gels conducteurs sont des matériaux clés dans les batteries et les supercondensateurs. En prenant comme exemple les batteries au plomb-acide, des gels conducteurs peuvent être ajoutés aux matériaux actifs des électrodes en tant qu'agents conducteurs. Leur conductivité élevée optimise les chemins de transport des électrons, réduit la résistance interne et améliore ainsi l'efficacité de charge-décharge et la durée de vie du cycle. Dans les batteries lithium-ion, des gels conducteurs peuvent être utilisés pour fabriquer des réseaux conducteurs tridimensionnels-, améliorant ainsi la stabilité structurelle des matériaux d'électrode et empêchant les matériaux actifs de se pulvériser et de se détacher pendant les processus de charge-décharge. Pour les supercondensateurs, la surface spécifique élevée et l’excellente conductivité des gels conducteurs peuvent améliorer considérablement leur densité d’énergie et leur densité de puissance.
Le domaine biomédical est un autre domaine d’application important des gels conducteurs. Dans la recherche en neurosciences, les gels conducteurs peuvent être utilisés comme matériaux de revêtement pour les réseaux de microélectrodes, réduisant ainsi l'impédance interfaciale entre les électrodes et le tissu nerveux et améliorant le rapport signal-sur-bruit de l'enregistrement du signal. En thérapie par stimulation électrique, des gels conducteurs peuvent être utilisés pour fabriquer des électrodes flexibles qui s'adaptent aux surfaces incurvées du corps humain, permettant ainsi une localisation précise de la stimulation électrique tout en évitant les allergies cutanées ou les lésions tissulaires pouvant être causées par les électrodes métalliques traditionnelles. En outre, les gels conducteurs peuvent également être utilisés dans la fabrication de biocapteurs, permettant une détection très sensible de biomarqueurs tels que le glucose et les protéines par couplage avec des biomolécules (telles que des enzymes et des anticorps).