基于水凝胶的柔性传感器在人体健康和运动监测方面具有广阔的应用前景。水凝胶传感器灵敏度较低,是制约其发展和应用的关键问题。设计和构筑仿生微结构是提高柔性传感器灵敏度、降低检测限的重要思路。以微凝胶为墨水,可打印较复杂的三维结构器件。目前微凝胶3D打印的实现主要依赖两大类方法:基于微凝胶颗粒之间的非共价作用(如氢键)实现层层堆积,非共价作用力弱,难以维持三维结构的稳定性;将微凝胶墨水打印到支持浴中,制备临时结构,再固化,也存在结构稳定性较差,打印效率低等问题。研究和开发利于快速、直接打印的微凝胶墨水,并且提高微凝胶结构的力学性能,是解决制约水凝胶3D打印技术瓶颈,推动其在柔性可穿戴设备、组织工程支架等领域应用的关键。
图1 基于微凝胶增强双网络(MRDN)水凝胶的3D打印微结构
图2 微凝胶增强双网络(MRDN)水凝胶的力学性能
该研究提供了一种通过可固化微凝胶3D打印来制备具有高灵敏度和力学稳定性的微结构水凝胶传感器的方法。这一新策略有望开发应用于可穿戴智能医疗设备的高性能水凝胶压力传感器。
全文链接: https://doi.org/10.1039/D3MH00718A
通讯作者简介
付俊教授团队主要从事高性能与智能仿生柔性材料、柔性传感与可穿戴设备、水凝胶组织工程材料、生物3D打印等方面的基础研究与应用技术开发。
主持工信部、科技部、国家自然科学基金项目等重大项目10多项。相关成果已在Adv Mater, Adv Funct Mater, Chem Eng J, Mater Horiz, Chem Mater, ACS Macro Lett, Macromolecules等高水平期刊发表论文140多篇,出版英文专著1部,全部论文累计被引用8200余次,H指数49,授权美国发明专利1项,中国发明专利20多项。获英国皇家化学会2020年Materials Horizons Outstanding Paper Award等奖项。
团队常年招聘高分子、生物材料、水凝胶、柔性传感、柔性驱动等方向的副教授、助理教授、科研博士后等。欢迎青年学子报考本团队硕士、博士研究生。课题组主页:https://mse.sysu.edu.cn/teacher/98
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