【摘 要】
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近年来,柔性、可穿戴传感器在电子皮肤、人工智能、健康诊疗等领域迅速发展,吸引了研究学者们的广泛关注。在这种背景下,我们设计了一种具有优异的抗冻性、持久的保水性和自
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近年来,柔性、可穿戴传感器在电子皮肤、人工智能、健康诊疗等领域迅速发展,吸引了研究学者们的广泛关注。在这种背景下,我们设计了一种具有优异的抗冻性、持久的保水性和自修复能力的有机水凝胶基应变传感器和一种具有出色稳定性的有机凝胶基压力传感器。具体工作如下:1.通过将MXene纳米复合水凝胶(MNH)浸入乙二醇(EG)溶液中替代一部分水分子,得到一种具有抗冻性、自修复性能和导电的MXene纳米复合有机水凝胶(MNOH)。所制备的MNOH具有优异的抗冻性能(-40℃)、持久的保水性(8天)和出色的机械性能。体系中的聚乙二醇(PVA)和四羟基硼酸根离子之间的动态交联赋予了 MNOH良好的自修复性能。此外,MNOH可以制备成可穿戴应变传感器,在极低的温度下依旧保持相对较宽的应变范围(高达350%应变)和高灵敏度(应变系数=44.85),可用来检测人体运动健康活动。这对于在电子皮肤、人机交互和个性化医疗监视方面的发展具有重要意义。2.采用疏水型聚合物聚丙烯酸丁酯作为基体,并添加MXene二维片层导电填料制备出了一种基于MXene纳米复合有机凝胶(MNOG)的柔性可穿戴式压力传感器,其展现了出色的灵敏度(0.27 kPa-1)。此外,得益于疏水型聚合物基体材料,MNOG可以有效避免内部MXene的氧化降解。通过实验数据证明,MNOG传感器在30天后依旧保持良好的电导率,同时可以对手指弯曲活动进行电信号的响应。这有效地提高了柔性可穿戴器件使用的耐久性和稳定性。
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