中科院：综合性能优异的离子皮肤材料新选择(2)

时间：2021-08-12 08:57 来源：高分子科技作者：admin 阅读：次

图3：水凝胶的电阻变化率随应力(a-c)和温度(d,e)变化的规律

图4：由水凝胶制作的应变和温度传感器件

得益于水凝胶材料优异的综合性能和高灵敏应变/温度双重传感功能，作者进一步尝试将其用于多模态生理信号采集。该材料可实时、同步、持续地采集人体脑电、眼动和额前温度等关键信号，且与商用导电膏(羧甲基纤维素水胶体)相比，具有一致的信号记录效果(图5)。这一实践有助于临床医生(尤其是精神科和心理科医生)对病人的关键多重生理信号进行同步且持续地监测和分析，进而建立人体精神状态的生理变化指征关系，为临床诊断和治疗提供详实的数据基础。最后，作者还利用商用3D打印机对具有良好剪切变稀和快速自愈合能力的水凝胶预聚液(含单体的海藻酸钙)进行定制化打印，后经过原位热引发聚合，制作了阵列式传感原型器件(图6a,b)，实现了对应力和温度信号分布的多维采集(图6c,d)。这种3D打印方式对于未来真正实现柔性电子器件的规模化制造和商业化应用具有重要的意义。

图5：水凝胶用于多模态生理信号采集

图6：3D打印制造阵列式传感原型器件及其力/温度二维分布采集

该工作近期以《Ultrastretchable, HighlyTransparent, Self-Adhesive, and 3D-Printable Ionic Hydrogels for MultimodeTactical Sensing》为题，在线发表于美国化学会旗下材料类旗舰期刊《材料化学》(Chem.Mater., 2021, DOI: 10.1021/acs.chemmater.1c01246)，并将以封面文章形式予以报道。该论文的第一作者是中科院宁波材料所韦华硕士，通讯作者是陈静副研究员。王镇武硕士、张华博士，以及共同通讯作者杭州师范大学黄又举教授、英国诺桑比亚大学徐斌教授亦对该论文有重要贡献。该论文封面由童丁毅博士设计并绘制。该工作得到了国家自然科学基金、宁波市科技创新2025重大专项、中科院PIFI国际访问学者等项目的资助。

(责任编辑：admin)

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