近日，廣東省科學(xué)院化工研究所研究員曾煒團(tuán)隊聯(lián)合五邑大學(xué)副教授溫錦秀，在與微電子器件結(jié)合的可拉伸導(dǎo)電水凝膠用于應(yīng)變傳感研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究論文發(fā)表于Journal of Materials Chemistry C。

雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠的合成路線

柔性應(yīng)變傳感器作為可穿戴設(shè)備的一個核心組成部分，在個人健康管理、運(yùn)動檢測和電子皮膚等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。導(dǎo)電水凝膠具有優(yōu)異的柔韌性、拉伸性和生物相容性，是一種潛力巨大的候選材料。然而，水凝膠應(yīng)變傳感器在大應(yīng)變內(nèi)恢復(fù)性差的問題有待突破。

研究人員采用物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)的方式制備雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠，通過聚丙烯酰胺構(gòu)成的化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)保證水凝膠的機(jī)械強(qiáng)度，二價鈣離子與海藻酸鈉中羧基的絡(luò)合作為物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，賦予水凝膠優(yōu)異的恢復(fù)性和高靈敏度。

組裝后的水凝膠傳感器在可拉伸性和靈敏度等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，其伸長率達(dá)到900%，響應(yīng)時間短（157 ms），電導(dǎo)率高（1.47 S/m），靈敏度好（應(yīng)變系數(shù)5.42，應(yīng)變?yōu)?00%），抗疲勞性強(qiáng)（1800次循環(huán)拉伸測試）。將水凝膠傳感器粘貼在手指上和身體的不同部位，設(shè)計采集電路，連接微型單片機(jī)，將采集到的傳感信號上傳到上位機(jī)進(jìn)行顯示，實現(xiàn)了良好的數(shù)據(jù)采集。

該研究工作為水凝膠應(yīng)變傳感器在人體運(yùn)動監(jiān)測方面的應(yīng)用提供了一個思路。

廣東省科學(xué)院和五邑大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士章軒碩為該論文第一作者，曾煒、溫錦秀為共同通訊作者。上述研究得到國家自然科學(xué)基金面上項目、廣東省科學(xué)院建設(shè)國內(nèi)一流研究機(jī)構(gòu)行動專項資金和廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)項目的資助。






審核編輯：劉清