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西安工程大學孫元娜 JMCA：完全疏水離子凝膠用于應變與溫度監測的多模態傳感器

2024-12-18 來源：高分子科技

由于水凝膠出色的柔韌性和生物相容性，其在可穿戴設備、生理信號監測以及人工皮膚等領域的應用展現出廣闊前景。然而，傳統水凝膠易于失水和發生溶脹，限制了其實際應用。作為一種潛力巨大的水凝膠替代材料，離子凝膠因繼承了離子液體的諸多優點而受到廣泛關注，例如寬的工作溫度范圍和高離子電導率等特性。然而，目前開發的離子凝膠主要基于親水性聚合物網絡，這在水環境中使用時會導致其機械強度、導電性能和粘附性受到顯著影響。因此，如何開發具備寬溫度適應性并適用于復雜環境的凝膠傳感器，仍然是一個亟待解決的挑戰。

針對上述問題，西安工程大學孫元娜副教授團隊合成了一種具有完全疏水結構的離子凝膠多模態傳感器。該凝膠在經歷水分子誘導鏈段重排后，表現出寬溫度適應性、優異的拉伸性、良好的濕態粘附性、長期水下環境穩定性以及高的溫度敏感性（0.1℃）。這些特性顯著拓寬了離子凝膠的應用場景。通過將該傳感器與無線藍牙傳輸系統集成，團隊成功實現了水下傳感、通訊和定位功能。此外，該離子凝膠在人體溫度實時監測中的表現進一步凸顯了其潛在應用價值，為智能可穿戴設備和極端環境監測領域的技術創新提供了重要支持。相關工作以“A robust and adhesive anti-swelling hydrophobic ionogel with prolonged stability for strain and temperature sensors”為題發表在Journal of Materials Chemistry A 上（DOI:10.1039/d4ta06181k, J. Mater. Chem. A, 2024,12, 33734-33745）。西安工程大學孫元娜副教授、李青山副教授為本文共同通訊作者，碩士生張宇為本文第一作者。