专栏名称: 高分子科技

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西安工程大学孙元娜 JMCA：完全疏水离子凝胶用于应变与温度监测的多模态传感器

高分子科技 · 公众号 · 化学 · 2024-12-18 13:02

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由于水凝胶出色的柔韧性和生物相容性，其在可穿戴设备、生理信号监测以及人工皮肤等领域的应用展现出广阔前景。然而，传统水凝胶易于失水和发生溶胀，限制了其实际应用。作为一种潜力巨大的水凝胶替代材料，离子凝胶因继承了离子液体的诸多优点而受到广泛关注，例如宽的工作温度范围和高离子电导率等特性。然而，目前开发的离子凝胶主要基于亲水性聚合物网络，这在水环境中使用时会导致其机械强度、导电性能和粘附性受到显著影响。因此，如何开发具备宽温度适应性并适用于复杂环境的凝胶传感器，仍然是一个亟待解决的挑战。

针对上述问题， 西安工程大学孙元娜副教授团队 合成了一种具有完全疏水结构的离子凝胶多模态传感器。该凝胶在经历水分子诱导链段重排后，表现出宽温度适应性、优异的拉伸性、良好的湿态粘附性、长期水下环境稳定性以及高的温度敏感性（ 0.1 ℃）。这些特性显著拓宽了离子凝胶的应用场景。通过将该传感器与无线蓝牙传输系统集成，团队成功实现了水下传感、通讯和定位功能。此外，该离子凝胶在人体温度实时监测中的表现进一步凸显了其潜在应用价值，为智能可穿戴设备和极端环境监测领域的技术创新提供了重要支持。相关工作以 “A robust and adhesive anti-swelling hydrophobic ionogel with prolonged stability for strain and temperature sensors” 为题发表在 Journal of Materials Chemistry A 上（ DOI:10.1039/d4ta06181k, J. Mater. Chem. A , 2024, 12 , 33734-33745 ）。 西安工程大学孙元娜副教授 、李青山副教授为 本文共同通讯作者， 硕士生张宇 为本文第一作者。