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2021-11-29
颗粒在线讯：柔性电子产品已被广泛用于健康监测、人工智能和软机器人。然而，在非常类似于自然人体皮肤的宽感知范围内同时实现温度和应变监测仍然具有挑战性。在此，基于磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯 (SBMA) 聚合物链的温度依赖性自缔合相互作用和结合甘油-水二元溶剂体系中的热敏 TEMPO 氧化纤维素/聚苯胺纳米纤维（CPA NF）。值得注意的是，TEMPO氧化纤维素作为增强骨架引导了聚苯胺的原位聚合，而CPA NFs热振动激活的隧道电流和空间位置调整引起的电荷转移共同促进了叠加信号识别能力.通过利用甘油分子抑制冰晶生长，同时不影响柔韧性 (1095 %)、应变敏感性 (GF = 1.25) 和热响应性 (TCR = 2.01% °C-1)，这是双-巧妙地实现了在宽温度范围 (-40-80 °C)上的模态应变和温度传感器。此外，团队证实两性离子活性位点（例如-N+(CH3)3 或-SO3-）和动态界面之间的保形粘附对于最大限度地减少界面滑动和分层以及保持实时电信号稳定性至关重要。组装的两性离子表皮传感器阵列共形粘附在手指上可以实现细微的信号识别和局部温度检测，这为设计适用于恶劣温度条件的多模态类皮肤响应电子皮肤提供了广阔的前景。
图 1. 具有应变和温度通用响应能力的两性离子 (PBA/CPA/Gly) 水凝胶的设计。
图 2. 两性离子水凝胶的机械性能。
图 3. 两性离子水凝胶的冷冻和脱水耐受性。
图 4. 两性离子水凝胶的保形粘附性。
图 5. PBA/CPA/Gly 水凝胶传感器的机电性能和微妙的人体运动监测。
相关论文以题为Low-Temperature Tolerance and Conformal Adhesion Zwitterionic Hydrogels as Electronic Skin for Strain and Temperature Responsiveness发表在《Chemical Engineering Journal》上。通讯作者是北京林业大学杨俊副教授。
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