湖南工業大學研發多傳感、可廣泛檢測和超靈敏復合有機水凝膠

最近，基于水凝膠的柔性傳感器在可穿戴軟電子設備中的使用引起了極大的關注。然而，在低于零的溫度下，常見的基于水凝膠的柔性設備由于其在冷凍環境中的穩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定性和抗凍能力以及多功能能力，湖南工業大學團隊開發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)復合有機水凝膠雙交聯網絡。有機水凝膠的優異導電性是由于受貽貝啟發的化學物質和離子(如 Ca2+)賦予的良好分散的 rGO，這賦予有機水凝膠應變、壓力和溫度傳感能力，在寬應變范圍內具有高應變系數 (2.09)范圍 (0–250%)、短響應時間 (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作，例如手指彎曲、面部微表情和手勢識別。特別是，由于復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同作用，有機水凝膠在低于零的溫度下實現了前所未有的 97.60% °C-1 的熱靈敏度，這是迄今為止報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水凝膠為人機交互和廣泛溫度范圍內個性化多信號監測的潛在應用鋪平了道路。