柔性水凝膠薄膜傳感器作為人機界面與生物組織保形接觸具有巨大優(yōu)勢，但存在弱點和脫水問題，影響了靈活性和性能。
鑒于此， 中山大學付俊、散裂中子源科學中心楊華等人開發(fā)了一種透氣、高拉伸性和抗脫水的超薄有機水凝膠薄膜，可作為皮膚附著的應變傳感器，用于長期運動監(jiān)測。
本文要點：
1）使用具有隱藏強度的電紡 TPU (eTPU) 納米網(wǎng)作為骨架，以原位自由基聚合 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 (AMPS) 和丙烯酰胺 (AAm)，形成以甘油和水為溶劑的互穿雙網(wǎng)絡有機水凝膠。eTPU 納米網(wǎng)和 P(AMPS-co-AAm) 網(wǎng)絡之間的廣泛氫鍵產生了超薄有機水凝膠薄膜（≈200 μm），在拉伸時具有協(xié)同變形和能量耗散，從而導致高達 920% 的創(chuàng)紀錄高拉伸率、20.14 MJ m?3 的斷裂韌性、10 000 J m?2 的斷裂能，以及在 50% 應變下 4000 次缺口拉伸循環(huán)后的堅固性。
2）二元甘油/水溶劑在室溫下具有出色的抗脫水性能，可持續(xù) 10 天，在 ?20 至 60 °C 的溫度下具有穩(wěn)定的感官性能。由于具有 1.3 kg m?2 d?1 的高水蒸氣透過率，薄膜傳感器可確保舒適的皮膚接觸，可全天持續(xù)監(jiān)測膝關節(jié)屈曲并獲得穩(wěn)定的信號。這些有機水凝膠薄膜應變傳感器有望用于可穿戴和長期運動監(jiān)測應用。
參考文獻：
C. Zhu, G. Chen, S. Li, H. Yang, J. Zheng, D. Wang, H. Yang, L. W. Y. Wong, J. Fu, Breathable Ultrathin Film Sensors Based on Nanomesh Reinforced Anti-Dehydrating Organohydrogels for Motion Monitoring. Adv. Funct. Mater. 2024, 2411725.
https://doi.org/10.1002/adfm.202411725
