为了满足各种实际需求并增强人类体验,具有多功能性的水凝胶对于柔性可穿戴传感器具有重要意义。最近,东华大学凡小山副教授/刘天西教授团队已经开发出一种新策略来制造具有优异拉伸性、快速恢复性、自愈性和出色粘附性的纳米复合水凝胶。
PAAc/SiO2-g-PAAm纳米复合水凝胶是通过丙烯酸(AAc)聚合制备的,使用SiO2-g-PAAm核壳杂化纳米粒子(SiO2-g-PAAm)作为动态交联中心。PAAc基质和接枝的PAAm链之间的密集动态氢键可以可逆地破坏和重建以耗散大量能量。由于这种独特的特性,配制的水凝胶显示出广泛的理想特性,包括模拟皮肤的模量、优异的拉伸性(%)、出色的自愈性能(环境温度下为96.5%)和快速恢复性。用所制备的水凝胶制成的传感器在应变范围从50%到%内表现出较高的检测灵敏度,应变系数值为5.86,响应时间快,抗疲劳性能好。根据出色的粘附性,该传感器可以附着在不同的基板上,以实现实时运动监控。
在实际的可穿戴传感测试中,可以感知人体的各种动作,包括微小的吞咽、大笑和说话,以及篮球投篮时手腕、肘部和膝盖的大规模运动。这些演示预示着我们的传感器在准确和长期的人体运动中的潜在应用。相关论文以题为Fast-Recoverable,Self-Healable,andAdhesiveNano