近年来，可穿戴应变传感器作为一种将应变转换为电信号的电子器件，在人体运动监测、健康管理和人机交互等领域得到广泛关注。有机水凝胶纤维不仅具有传统水凝胶柔软、高弹、生物相容性好的优点，同时具有在极端环境下稳定运行的特点，在可穿戴应变传感器领域展现出了一定的应用前景。然而，因有机水凝胶中离子均匀分布的特点，在小形变和低温下具有不理想的传感检测性能，这极大地阻碍了其在实际中的应用。

图1有机水凝胶纤维制备工艺示意图、纤维成品展示

  针对以上问题，近日，东华大学材料科学与工程学院、纤维材料改性国家重点实验室廖耀祖/吕伟课题组在国际知名期刊Materials Horizons发表题为“Competitive proton-trapping strategy enhanced anti-freezing organohydrogel fibers for high-strain-sensitivity wearable sensors”的研究论文(DOI: 10.1039/D3MH00459G)。该研究设计了一种竞争性质子捕获策略，通过简单的一步冻融过程，采用苯胺四聚体（TANI，一类具有聚苯胺最短活性结构单元且溶液可加工的刚性低聚物）作为竞争性的质子捕获剂，与柔性聚乙烯醇（PVA）物理交联，构筑了一类新型高性能可穿戴应变传感器的防冻有机水凝胶纤维（PTOH）。得益于不均匀分布的电荷载流子、增加了的质子传递活化能和易断裂的质子迁移路径，所制备的PTOH纤维在-40℃下表现出优异的传感性能，在200-300%的应变下应变系数高达24.6。此外，TANI和PVA链之间氢键的存在赋予了PTOH高的拉伸强度（1.96 MPa）和韧性（8.0 MJ m^-3）。因此，由PTOH纤维和针织纺织品制成的应变传感器可以快速灵敏地监测人体运动，证明了其作为可穿戴防冻各向异性应变传感器的潜力。

  原位链接：https://doi.org/10.1039/D3MH00459G