近年來，基于水凝膠的表皮電極取得了重大進展。然而，固有的限制，如適應性、粘附性和導電性，帶來了挑戰，從而限制了生理電極界面的靈敏度、信噪比(SNR)和穩定性。于此，浙江農林大學沈曉萍、黨寶康、孫慶豐等人提出了髓磷脂鞘啟發的水凝膠表皮電子學的概念，通過在物理交聯的聚電解質網絡中引入大量互穿芯鞘結構的導電納米纖維。
通過簡單的溶劑催化磺化過程，隨后的氧化自聚合和離子液體(IL)屏蔽步驟，合成了聚(3，4-乙烯二氧噻吩)包覆的磺化纖維素納米纖維(PEDOT:scnf ),實現了42ω的低電化學阻抗。復合水凝膠網絡中的物理結合包括絡合、靜電力、氫鍵、π-π堆積、疏水相互作用和弱纏結。這些性質賦予水凝膠高拉伸性(770%)、超成形性、自粘合性(豬皮上28 kPa)和自愈合能力。
通過模擬神經系統中Ranvier節點的跳躍傳播效應，仿生水凝膠建立了高保真的表皮電子界面，提供了低界面接觸阻抗、顯著增加的SNR (30 dB)以及大規模傳感器陣列集成等好處。這種先進的仿生水凝膠在電子皮膚(e-skin)、人機界面(HMI)和醫療保健評估設備方面具有巨大的應用潛力。
參考文獻：
Chencong Liu, Yuanyuan Wang, Shitao Shi, Yubo Zheng, Zewei Ye, Jiaqi Liao, Qingfeng Sun, Baokang Dang, and Xiaoping Shen. Myelin Sheath-Inspired Hydrogel Electrode for Artificial Skin and Physiological Monitoring. ACS Nano 2024 18 (40), 27420-27432
DOI: 10.1021/acsnano.4c07677
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c07677
