近日，廣東省科學院化工研究所研究員曾煒團隊聯(lián)合五邑大學副教授溫錦秀，在與微電子器件結(jié)合的可拉伸導電水凝膠用于應變傳感研究方面取得新進展。相關(guān)研究論文發(fā)表于Journal of Materials Chemistry C。

雙網(wǎng)絡水凝膠的合成路線

柔性應變傳感器作為可穿戴設備的一個核心組成部分，在個人健康管理、運動檢測和電子皮膚等領(lǐng)域得到了廣泛應用。導電水凝膠具有優(yōu)異的柔韌性、拉伸性和生物相容性，是一種潛力巨大的候選材料。然而，水凝膠應變傳感器在大應變內(nèi)恢復性差的問題有待突破。

研究人員采用物理交聯(lián)和化學交聯(lián)的方式制備雙網(wǎng)絡水凝膠，通過聚丙烯酰胺構(gòu)成的化學交聯(lián)網(wǎng)絡保證水凝膠的機械強度，二價鈣離子與海藻酸鈉中羧基的絡合作為物理交聯(lián)網(wǎng)絡，賦予水凝膠優(yōu)異的恢復性和高靈敏度。

組裝后的水凝膠傳感器在可拉伸性和靈敏度等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，其伸長率達到900%，響應時間短（157 ms），電導率高（1.47 S/m），靈敏度好（應變系數(shù)5.42，應變?yōu)?00%），抗疲勞性強（1800次循環(huán)拉伸測試）。將水凝膠傳感器粘貼在手指上和身體的不同部位，設計采集電路，連接微型單片機，將采集到的傳感信號上傳到上位機進行顯示，實現(xiàn)了良好的數(shù)據(jù)采集。

該研究工作為水凝膠應變傳感器在人體運動監(jiān)測方面的應用提供了一個思路。

廣東省科學院和五邑大學聯(lián)合培養(yǎng)碩士章軒碩為該論文第一作者，曾煒、溫錦秀為共同通訊作者。上述研究得到國家自然科學基金面上項目、廣東省科學院建設國內(nèi)一流研究機構(gòu)行動專項資金和廣東省基礎(chǔ)與應用基礎(chǔ)項目的資助。






審核編輯：劉清