柔性传感器作为智能可穿戴设备的核心部件,在拉伸、弯曲、折叠等复杂状态下仍能正常工作,被广泛应用于电子皮肤、健康监测和人机交互等方面。其中,水凝胶作为一种典型的湿软材料,因其具有良好的生物相容性和优异的性能可调性,被认为是设计开发智能可穿戴设备的理想选择之一。湖南工业大学经鑫教授研究团队近年来致力于设计开发具有高稳定的导电水凝胶材料:(1)利用贻贝仿生改性氧化石墨烯及MXene等填料,设计开发了一系列具有高导电性及长期稳定性的导电水凝胶材料(Journal of Materials Chemistry C, 2022,10, 11914-11923; Journal of Materials Chemistry C, 2022,10, 8266-8277; Composites Part B: Engineering, 2024, 272, 111191; Carbohydrate Polymers, 2024, 335, 122048; Advanced Functional Materials, 2023, 33(15):2213895)等;(2)通过化学接枝、表面改性,设计开发了一系列具有高输出性能及高稳定性的自供电柔性传感器(ACS Applied Materials & Interfaces 2021, 13, 14, 16916-16927;Journal of Materials Chemistry C, 2020,8, 5752-5760;ACS Applied Materials & Interfaces,2020, 12, 20, 23474-23483)。
图1 . MXene交联的低滞后水凝胶的结构示意图
图2. MXene与聚丙烯酰胺长分子链形成缠结域
图3. 水凝胶的机械滞后行为表征
图4. P1M2复合水凝胶的传感行为表征及其在人体运动监测和手写识别的应用
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202401622
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