（文章來源：小材科研）

近年來，隨著先進(jìn)的仿人智能皮膚技術(shù)的出現(xiàn)，可穿戴傳感器應(yīng)運(yùn)而生，由于其在柔性電子領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力，受到了廣泛的關(guān)注。特別是可檢測機(jī)械變形的柔性應(yīng)變傳感器在實(shí)際應(yīng)用中獲得了廣泛的興趣。典型的應(yīng)變傳感器通常是通過集成導(dǎo)電填料，包括金屬納米線、碳納米管和石墨烯制成可彎曲的襯底，以構(gòu)建導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)這些應(yīng)變傳感器通常具有很高的靈敏度來檢測微小的變形，然而，它們通常表現(xiàn)出低的延性和高的電滯滲流網(wǎng)絡(luò)。此外，由于其復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，這些應(yīng)變傳感器通常具有較低的透明度。

自然的人類皮膚對機(jī)械形式的變化和環(huán)境刺激，如溫度和濕度，因此,在一個(gè)可穿戴傳感器中實(shí)現(xiàn)多重感應(yīng)是研究人員的追求應(yīng)變溫度傳感器是典型的雙模傳感器在柔性導(dǎo)電襯底中采用溫度熱敏電阻結(jié)構(gòu)。目前，離子凝膠傳感器作為水凝膠傳感器的替代品引起了廣泛的興趣，因?yàn)樗且环N很有前途的材料，可以解決易干燥和易凍結(jié)的問題。然而，離子電離層的力學(xué)性能較弱，嚴(yán)重阻礙了其大規(guī)模應(yīng)用。

在此，北京化工大學(xué)聶俊課題組以1-乙基-3-甲基咪唑氯化銨([EMIM]Cl)為載體，通過聚(羥基丙烯酸酯)(PHEA)互穿網(wǎng)絡(luò)制備了一種堅(jiān)韌的物理交聯(lián)的雙網(wǎng)絡(luò)離子凝膠(DN ionogel)。該DN離子凝膠具有良好的機(jī)械性能、高透明度、極高的耐溫性和良好的自粘性。優(yōu)越的機(jī)電性能使DN離子凝膠成為一種理想的應(yīng)變傳感器，用于監(jiān)測各種人類活動(dòng)。此外，DN離子凝膠對溫度具有相當(dāng)高的敏感性。

本研究采用一種簡單的加熱-冷卻光聚合方法制備物理連接的瓊脂糖/聚(2-羥乙基丙烯酸酯)(瓊脂糖/PHEA)雙網(wǎng)絡(luò)離子凝膠。制備的DN離子凝膠具有良好的力學(xué)性能性能(700%應(yīng)變下可達(dá)0.37 MPa應(yīng)力)，透明度高(80%)與寬操作溫度(-30℃~60℃)同步。卓越的機(jī)電性能使離子凝膠具有良好的應(yīng)變感應(yīng)能力能夠監(jiān)控各種人體動(dòng)作。此外，還可以使用離子凝膠作為一種具有優(yōu)越的熱靈敏度和快速響應(yīng)速度的溫度傳感器。因此，從長遠(yuǎn)來看，這種高強(qiáng)度離子凝膠的溫度-應(yīng)變雙模傳感器可潛在地應(yīng)用于柔性和可拉伸的電子產(chǎn)品中。

總之，該課題組成功合成了一種基于瓊脂糖/PHEA雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的新型堅(jiān)韌的離子凝膠。得益于能量耗散機(jī)制的建立在雙網(wǎng)絡(luò)中，離子凝膠具有優(yōu)異的拉伸力學(xué)性能強(qiáng)度高達(dá)0.37 MPa，應(yīng)變?yōu)?00%。此外，離子凝膠顯示高透明度高，耐高溫，自粘性好。基于其顯著的機(jī)電特性，離子凝膠被作為一種高通量材料應(yīng)用靈敏的應(yīng)變傳感器，工作范圍廣，可檢測多種人體行為，包括大的機(jī)械形狀，如人體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，和小的機(jī)械形狀，如人體脈搏。此外，離子凝膠可以監(jiān)測溫度變化具有優(yōu)越的熱靈敏度和快速響應(yīng)速度。因此，這種離子凝膠可以作為一種高性能的溫度-應(yīng)變雙模傳感器，具有良好的應(yīng)用前景承諾在先進(jìn)的柔性電子領(lǐng)域。
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