基于离子导电水凝的高度可拉伸,快速自愈,自粘和应变敏感的可穿戴传感器
Ruirui Li1, Jie Ren1, Minmin Zhang1
1Chemistry & Chemical Engineering College, Key Lab of Polymer Materials of Ministry of Education of Ecological Environment, Key Lab of Bioelectrochemistry & Environmental Analysis of Gansu, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, PR China.
Biomacromolecules
|January 19, 2024
概括
这项研究提出了一种新的导电水凝,具有出色的伸展性,自我愈合性和透明度,用于可穿戴的人类运动传感器. 该材料具有高灵敏度和耐用性,可实时监控各种身体运动.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物材料工程 生物材料工程
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 导电性水凝是穿戴式人类运动传感器的理想选择,因为它们具有类似皮肤的特性.
- 以一种简单的方式实现拉伸性,性和自我愈合等多种功能仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 为可穿戴式应变传感器开发一种具有增强性能的多功能导电水凝.
- 探索各种组件的协同效应,以提高性能.
主要方法:
- 使用奇托 (CS),氧化氨酸 (OHA),氧甲基纤维素 (HPMC),聚烯酸 (PAA),酸 (TA) 和Al3+的两步方法.
- 动态伊米因键,金属协调键和键被用来形成水凝网络.
主要成果:
- 水凝具有优良的拉伸性能 (3168%的延长),性 (0.79MJ/m3) 和快速的自我愈合 (95.5%在30分钟内).
- 它表现出高透明度 (98.5%),良好的粘合性和优秀的传感性能 (GF=4.12,低检测极限,快速响应/恢复).
- 在可穿戴传感器中使用时,水凝成功监测了人类的运动.
结论:
- 开发的CS/OHA/HPMC/PAA/TA/Al3+水凝为先进的可穿戴应变传感器提供了一个有前途的平台.
- 它的导电性,机械性质和生物相容性的结合为各种生物医学应用开辟了道路.
