湖南工業(yè)大學(xué)研發(fā)多傳感、可廣泛檢測和超靈敏復(fù)合有機(jī)水凝膠

最近，基于水凝膠的柔性傳感器在可穿戴軟電子設(shè)備中的使用引起了極大的關(guān)注。然而，在低于零的溫度下，常見的基于水凝膠的柔性設(shè)備由于其在冷凍環(huán)境中的穩(wěn)定性差而總是無法工作。

為了賦予基于水凝膠的傳感器長期穩(wěn)定性和抗凍能力以及多功能能力，湖南工業(yè)大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種聚多巴胺還原氧化石墨烯(PDA-rGO)/海藻酸鈉(SA)/聚丙烯酰胺(PAM)復(fù)合有機(jī)水凝膠雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。有機(jī)水凝膠的優(yōu)異導(dǎo)電性是由于受貽貝啟發(fā)的化學(xué)物質(zhì)和離子(如 Ca2+)賦予的良好分散的 rGO，這賦予有機(jī)水凝膠應(yīng)變、壓力和溫度傳感能力，在寬應(yīng)變范圍內(nèi)具有高應(yīng)變系數(shù) (2.09)范圍 (0–250%)、短響應(yīng)時(shí)間 (200 ms) 和寬溫度檢測范圍 (-20 °C 至 60 °C)。此外，組裝的傳感器還可以檢測多種人體動(dòng)作，例如手指彎曲、面部微表情和手勢識別。特別是，由于復(fù)合水凝膠中離子傳輸、水-甘油二元溶劑和還原氧化石墨烯的協(xié)同作用，有機(jī)水凝膠在低于零的溫度下實(shí)現(xiàn)了前所未有的 97.60% °C-1 的熱靈敏度，這是迄今為止報(bào)道的最靈敏的可拉伸熱敏電阻。因此，這種制備的功能性有機(jī)水凝膠為人機(jī)交互和廣泛溫度范圍內(nèi)個(gè)性化多信號監(jiān)測的潛在應(yīng)用鋪平了道路。