柔性應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、運動檢測和電子皮膚等領(lǐng)域得到了廣泛應用。導電水凝膠具有優(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，水凝膠應變傳感器在大應變內(nèi)恢復性差的問題有待突破。

　　近日，廣東省科學院化工所（以下簡稱省科學院化工所）曾煒研究員團隊，采用物理交聯(lián)和化學交聯(lián)的方式制備雙網(wǎng)絡水凝膠，通過聚丙烯酰胺構(gòu)成的化學交聯(lián)網(wǎng)絡保證水凝膠的機械強度，二價鈣離子與海藻酸鈉中羧基的絡合作為物理交聯(lián)網(wǎng)絡，賦予水凝膠優(yōu)異的恢復性和高靈敏度。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，其伸長率達到900%，響應時間短(157 ms)，電導率高(1.47 S/m)，靈敏度好(應變系數(shù)5.42，應變?yōu)?00%)，抗疲勞性強(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(MCU)，將采集到的傳感信號上傳到上位機進行顯示，實現(xiàn)了良好的數(shù)據(jù)采集。

圖1. 雙網(wǎng)絡水凝膠的合成路線

圖2 (a)多通道手指數(shù)據(jù)采集示意圖。(b)不同手勢的傳感信號。(c)走路時身體三個部位的傳感信號。

　　該工作為水凝膠應變傳感器在人體運動監(jiān)測方面的應用提供了新思路。相關(guān)研究成果發(fā)表于Journal of Materials Chemistry C期刊，第一作者為省科學院化工所和五邑大學聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生章軒碩，曾煒研究員、五邑大學溫錦秀副教授為共同通訊作者。該研究獲國家自然科學基金面上項目(52073066)、廣東省科學院建設(shè)國內(nèi)一流研究機構(gòu)行動專項資金(2020GDASYL-20200102028)、以及廣東省基礎(chǔ)與應用基礎(chǔ)項目(2022A1515010685)資助。

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1039/D3TC02359A

　　供稿：省科學院化工所

　　撰稿：章軒碩

　　審稿：董軍  文武  李曉芝

　　校稿：徐超  肖捷  章震  黃巧純