Chemistry of Materials : 高光辉课题组获得高灵敏度可穿戴水凝胶传感器
随着电子产品应用领域的不断扩大,柔性可穿戴设备在人体运动和健康监测等领域受到了广泛的关注。由于水凝胶具有良好的生物相容性、柔韧性、高的拉伸性以及可调控的导电性能，因此被视为构建柔性可穿戴传感器的理想材料。然而大多数水凝胶通常具有较低的力学性能和差的自恢复性，这极大地限制了水凝胶传感器的长时间稳定性。因此，开发出具有优异力学性能以及快速自恢复性的水凝胶对于实现可穿戴传感器的循环稳定性和耐用性具有重要意义。
针对上述问题，高光辉课题组将核苷酸引入到疏水缔合的聚丙烯酰胺体系中，依靠多重非共价相互作用构建了一种具有高韧性和快速自恢复性的水凝胶。核苷酸的引入使水凝胶的机械性能得到了极大的改善，其拉伸强度提高了大约6倍。另外，体系中的NaCl赋予水凝胶优异的导电性能。该水凝胶为基底材料的传感器的展示出很高的灵敏性，应变灵敏度可达2.37，其能够对不同的应变进行响应。并且该传感器还具有良好的抗疲劳导电性能，其在经历100次拉伸循环后，电信号几乎没有发生弱化现象。该水凝胶还可以作为可穿戴传感器来监测人体的运动，如手指、手腕和肘部等关节的弯曲，以及呼吸和说话等。
该项研究工作成功地解决了水凝胶传感器循环稳定性差的问题。这一研究方法将为电子皮肤、软体机器人以及人机交互等领域功能性材料的设计提供新的思路。
此工作以“Nucleotide-regulated tough and rapidly self-recoverable hydrogels for highly sensitive and durable pressure and strain sensors”为题发表在Chemistry of Materials上。该论文第一作者为博士研究生张钦，通讯作者高光辉教授，共同通讯作者段莉洁副教授。
