随着电子科学技术的不断发展，人们对智能化生活的需求也不断提高。为满足人们的需求，各种可穿戴电子产品不断推出，例如Google眼镜、iWatch智能手表、小米智能鞋以及智能皮肤等等。
目前，可穿戴电子传感器的制备主要策略是将敏感材料，如金属纳米线、纳米线、导电聚合物等导电填料整合到柔性金属、聚合物薄膜或聚合物弹性体中实现敏感性与柔性的结合。然而，由于柔性金属、聚合物薄膜以及弹性体本身固有刚性大、拉伸性差和回收性差等缺点，使得它们难以与人体整合，这也大大地限制了它们在人体可穿戴设备中的应用。因此，寻找一种具有良好的拉伸性、回弹性、生物相容性、可降解性和成本低廉的柔性基质对可穿戴传感器的发展至关重要。
近日，高光辉课题组以水凝胶材料为基体，与导电离子相结合，制备了一种兼具优异的机械性能、自恢复性和导电性的水凝胶柔性可穿戴传感设备。在该工作中，研究者们以SiO2-g-PBA核壳乳液粒子交联的聚丙烯酰胺作为第一网络，Ca2+交联的藻酸盐作为第二网络，制备出双物理交联双网络结构水凝胶，并对其作为可穿戴传感设备进行一系列研究。相对于传统电子传感器，该水凝胶柔性可穿戴传感器具有更优异的柔性和拉伸性，克服了传统电子传感器易脆的缺点，同时具有高灵敏度和快速的传感功能，能够实现对人体运动和生理活动等方面的实时监测，如关节弯曲、说话、呼吸、脉搏等微妙变化，并将其转换成可记录的电子信号，从而达到监测人体运动的目的或感知触觉的能力，对于满足生物电子学，电子皮肤，健康监测和其他现代电子设备日益增长的需求具有重要意义。相关工作以Robust and flexible strain sensors based on dual physically cross-linked double network hydrogels for monitoring human-motion为题发表于Chemical Engineering Journal, 354 (2018) 817–824。该论文第一作者为2017级博士研究生夏珊同学。
图 水凝胶传感器件在人体运动中监测信号
