灵活传感器的皮肤灵感3D打印有孔的离子凝与微球互锁结构
Siqi Zhang1, Wanqi Feng1, Yu Jiang1
1College of Chemistry and Chemical Engineering, Ministry of Education, Donghua University, Shanghai 201620, China.
ACS applied materials & interfaces
|August 25, 2025
概括
这项研究开发了一种使用3D打印灵活传感器的新型多孔离子凝. 生物灵感结构增强了粘附性和离子迁移,克服了传统离子凝中的泄漏和机械挑战.
科学领域:
- 材料科学
- 聚合物化学
- 纳米技术
背景情况:
- 灵活的传感器对于可穿戴电子设备和健康监测至关重要.
- 传统的离子凝存在离子液体泄漏,机械性能差,设计限制等问题.
- 需要具有更好的性能和结构完整性的先进的离子凝材料.
研究的目的:
- 设计和制造一种用于灵活传感器的新型高性能多孔离子凝.
- 解决传统离子凝的局限性,包括离子液体泄漏和机械不稳定性.
- 开发一种生物灵感的双层结构,以提高传感器的性能和功能.
主要方法:
- 使用可光固化的墨水,其中含有可聚合的离子单体,多功能醇和交联剂.
- 采用数字光处理 (DLP) 三维 (3D) 打印与烯点击化学,以快速形成网络.
- 嵌入聚合诱导的相分离用于现场微孔生成和生物灵感的微球互锁阵列用于宏观结构.
主要成果:
- 实现了强大,坚固,共价交联的离子凝网络与共价结的离子组,防止泄漏.
- 通过聚合诱导的相分离产生通过微孔,创建双尺度增强机制.
- 具有高灵活性,灵敏度 (-0. 819 kPa^-1),快速响应时间 (64. 2 ms) 和 1000 个周期的耐用性.
- 在人类运动监测和莫尔斯码通信中成功应用了离子凝.
结论:
- 开发的多孔离子凝克服了传统的限制,提供了卓越的灵活性,灵敏性和耐用性.
- 生物启发的双层结构是加强界面粘附,机械稳定性和离子迁移的关键.
- 这项研究为开发适合各种应用的先进灵活传感器提供了一个有前途的平台.
