陕科大王学川/刘新华 CEJ：用于柔性自供电可穿戴传感器的耐环境多功能离子导电共晶水凝胶

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近日，陕西科技大学生物质与功能材料研究所王学川、刘新华等人报道了一种基于一次电池结构设计的柔性自供电可穿戴传感器，相关研究成果发表于国际知名期刊Chemical Engineering Journal上。

近年来，柔性可穿戴传感器在运动监测、医疗康复和软体机器人等领域具有潜在的应用前景。导电水凝胶以其优异的柔韧性和灵敏的检测性被认为是柔性可穿戴传感器的理想候选材料之一。然而，导电水凝胶在寒冷气候下容易冻结，在室温下随着时间的推移而逐渐变干，并且严重依赖于外部电源，这些缺陷的存在严重影响了导电水凝胶传感器的进一步发展。

为了解决这些问题，该研究通过功能单体在天然高分子网络结构中的原位聚合与溶剂交换的策略，制备了一系列抗冻、抗脱水、强拉伸和高透明度的离子导电共晶水凝胶（GAAAD）。即使在-20℃冷冻后在48小时，该水凝胶仍可用于人体睡眠监测。接着基于一次电池的结构，设计了一种柔性自供电传感器（GAAADB），该传感器在寒冷条件下表现出稳定的开路电压以及对施加刺激的灵敏响应。此外，利用湿度调节电极之间的电位差的传感机制，该传感器还可用于人体呼吸监测。

 图1. GAAADB制备及应用示意图

 图2. 水凝胶在人体活动监测中的应用

 图3. GAAADB的自供电传感性能

 图4. GAAADB作为湿度传感器的机理、响应和应用

相关成果以“Environment-tolerant versatile ion-conductive eutectic hydrogels for self-powered wearable flexible sensors”为题发表在Chemical Engineering Journal（DOI: 10.1016/j.cej.2023.142349）上。陕西科技大学博士研究生邹晓亮为本论文的第一作者，通讯作者为陕西科技大学王学川教授和刘新华副教授。感谢国家自然科学基金（21804084、22278257），陕西省重点研发计划项目（2022GY‐272），陕西省教育厅重点项目（22JY013），教育部“蓝火计划”（惠州）产学研联合创新资金项目（CXZJHZ201801）和中国博士后基金项目（2021M692000）对本工作的大力支持！

原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S138589472301080X

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