基于离子交联复合水凝胶的易制备、高性能的可穿戴应变传感器

• 作者: 柏佳惠 王冉 鞠明熙 周靖欣 张乐欣 焦体峰
• 来源期刊: 中国科学:材料科学(英文版)
• 学科: 工学
• 关键词: 复合水凝胶 离子交联 导电特性 柔性传感器 应力传感器 应变传感器 双层网络 盐类物质
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 页码范围: 942-952
• 页数: 11页
• 分类号: TQ3

摘要

可响应多种机械激励模式且具有较高灵敏度的柔性传感器在电子皮肤、健康监测等领域具有重要意义.而模仿皮肤的多信号响应,如应变和温度,仍然是一个重要的挑战.因此,本文设计了具有韧性与导电性的多功能离子交联水凝胶.通过将丙烯酰胺与N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵交联,可制备出具有高力学强度特性的化学凝胶,交联时加入Ca^(2+),Mg^(2+)0,Al^(3+)等盐类物质赋予水凝胶双层网络,使这种离子型双网络水凝胶具有优良的导电特性.这种双层网络结构使离子水凝胶表现出优异的力学性能.此外,含有Ca^(2+)离子的复合水凝胶最大拉伸可以达到1100%,并表现出超高的灵敏度(Sp=10.690 MPa^(-1)).所获得的水凝胶能够实现可穿戴应力传感器的制备并跟踪监测人体运动,有希望进一步拓展到人机交互以及智能人体健康检测等领域.