應變和溫度作為人類活動產生的重要生理參數，在健康和運動監(jiān)測中起著至關重要的作用。如何通過單個傳感器實現對應變和溫度刺激的實時感知，而且不會出現交叉干擾，仍然是具有挑戰(zhàn)性的課題。在目前的應變-溫度雙模傳感器研究中，一般是將應變/溫度敏感的導電材料，如金納米粒子、氧化石墨烯和碳納米管等引入彈性體或水凝膠來實現的。由于彈性體的伸展性差和導電材料的不透明性限制了其在大應變和可視化設備中的應用。而離子導電水凝膠具有透明度高、柔韌性好的優(yōu)點，可以實現基于三維網絡離子傳輸的同時，利用其電導率隨應變和溫度的變化而實現應變-溫度雙重傳感，為傳感器的多功能化提供了廣闊應用前景。

　　近日，廣東省科學院化工研究所（簡稱省科學院化工所）曾煒研究員團隊通過自由基聚合，在LiCl和甘油的存在下，制備了具有良好應變和溫度敏感性的可拉伸離子導電性水凝膠。LiCl的強離子水化作用和水分子、甘油形成強氫鍵協(xié)同作用從而抑制了冰晶的生成，使水凝膠具有優(yōu)異的抗凍能力，能在-30 ℃~ 80 ℃的較寬溫度范圍內檢測溫度的變化。該水凝膠在36.5~40 ℃范圍內的溫度靈敏度為5.51 %/℃，檢測限為0.2 ℃，并具有良好的升溫-降溫循環(huán)穩(wěn)定性。此外，水凝膠傳感器在2000%的寬應變范圍內具有良好的線性，可以達到17.3的高靈敏度，并具有低至1%的檢測下限。利用該方法制備的應變-溫度雙重刺激響應水凝膠，在人體運動監(jiān)測、發(fā)熱檢測等可穿戴設備中具有很大的應用潛力。

圖 離子導電水凝膠應變-溫度傳感性能

　　相關研究成果發(fā)表于Composites Part A（中科院一區(qū)Top期刊）國際權威期刊上。省科學院化工所張靜斐博士為論文第一作者，曾煒研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金項目、廣東省科學院建設國內一流研究機構行動專項資金項目等的資助。

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2023.107572

（省科學院化工所/供稿）