近年來,柔性傳感器在可穿戴設備、人工智能、物聯網和人造皮膚等領域得到了廣泛的應用。基于軟傳導性材料的傳感器對壓力或溫度的應變變化敏感,并在施加外部壓力時導致電導率或阻力的變化。與傳統的基于剛性半導體、金屬和陶瓷的傳感器相比,柔性材料具有良好的拉伸性能,使得柔性材料在可穿戴柔性器件領域具有巨大的潛力和競爭力。然而,在外界溫度、濕度、壓力等環境中,柔性傳感器容易老化、損壞和失效,并影響數據采集、傳輸和分類的準確性。從而誤導和誤判后續的數據分析及相關操作,破壞整個設備(系統)的運行。因此,為提高柔性傳感器的穩定性和使用壽命,研究一種自愈合、高靈敏度的柔性傳感器具有重要意義。
基于此,蘇州科技大學周興副教授課題組綜述了近年來自修復彈性體和自修復水凝膠在傳感應用方向的研究進展,文章以《Flexible Self-repairing Materials for Wearable Sensing Applications: Elastomers and Hydrogels》為題在Macromolecular Rapid Communication (DOI:10.1002/marc.202000444)上發表。
自愈性能的引入為柔性傳感器的壽命和穩定性做出了積極貢獻。目前,已經研究出多種可用來檢測生物體活動信號的自愈合柔性傳感器。自修復柔性傳感器的靈敏度,可靠性和穩定性取決于柔性材料的導電網絡和機械性能。這篇綜述重點介紹了自愈柔性傳感器的最新研究進展。首先,回顧了自修復柔性材料的各種修復機制。然后,分別介紹和討論了自修復彈性體柔性傳感器和自修復水凝膠柔性傳感器。詳細討論了這兩種柔性傳感器的研究現狀和需要解決的問題。最后,對這種快速發展且前景廣闊的自愈柔性傳感器和設備領域進行了展望。
a) 自愈合納米復合水凝膠;b) 自愈水凝膠電極的制備。
作者:Shaonan Li, Xing Zhou*, Yanmao Dong, Jihang Li
文章鏈接:https://doi.org/10.1002/marc.202000444
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