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天眼新聞(2024.03.19)成功制備出新型納米復(fù)合水凝膠!貴州醫(yī)科大學(xué)生物電子系統(tǒng)團隊在柔性可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域取得突破

日期:2025-03-19 來源:天眼新聞 點擊:

近期,,貴州醫(yī)科大學(xué)生物與工程學(xué)院(健康醫(yī)藥現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院)曾柱教授和鄭強教授領(lǐng)銜的生物電子系統(tǒng)團隊(B.E.S.T),,在開發(fā)高性能凝膠基保形應(yīng)變自供電觸覺傳感器方面取得了重要進展。針對傳統(tǒng)導(dǎo)電水凝膠在力學(xué)性能,、導(dǎo)電性和穩(wěn)定性之間難以平衡的問題,,研究團隊通過原位摻雜聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸鹽)(PEDOT:PSS)于Laponite?(LAP)交聯(lián)的寡聚乙二醇(OEG)甲基丙烯酸酯共聚物中,成功制備出一種新型納米復(fù)合水凝膠,,顯著提升了水凝膠的綜合性能,,為柔性可穿戴電子設(shè)備的發(fā)展提供了新的解決方案。該研究已發(fā)表在《Nano Energy》期刊上,,影響因子16.8,。

傳統(tǒng)導(dǎo)電水凝膠在實際應(yīng)用中存在力學(xué)性能不足、導(dǎo)電性不穩(wěn)定以及穩(wěn)定性欠佳等問題,,限制了其在柔性可穿戴電子設(shè)備中的應(yīng)用,。為克服這些挑戰(zhàn),研究團隊采用了一種多物理交聯(lián)策略,,將PEDOT:PSS與LAP交聯(lián)的OEG甲基丙烯酸酯共聚物相結(jié)合,,制備出新型納米復(fù)合水凝膠。

PLOD納米復(fù)合水凝膠的制備及其在柔性可穿戴應(yīng)變傳感器和柔性電極中的應(yīng)用

結(jié)果顯示,,與傳統(tǒng)水凝膠相比,,該材料的拉伸性能提升了450%,自修復(fù)效率達到95%,。

PLOD納米復(fù)合水凝膠的拉伸和自愈性能

研究團隊還展示了這種新型水凝膠作為自供電應(yīng)變傳感器的實際應(yīng)用,,在手指和肘部彎曲角度檢測、重復(fù)彎曲應(yīng)變傳感實驗中表現(xiàn)出色,,還能監(jiān)測吞咽,、皺眉等細微動作,適用于長期監(jiān)測人體運動,。這類設(shè)備在人體運動監(jiān)測,、人機交互等領(lǐng)域可能起到重要作用。

PLOD附著在人體表面進行運動檢測

基于PLOD納米復(fù)合導(dǎo)電水凝膠電極的摩擦電納米發(fā)電機(TENG)在觸覺傳感方面也表現(xiàn)出色,。在智能醫(yī)療應(yīng)用中展現(xiàn)出潛力,。

PLOD-TENG觸覺傳感陣列,能夠精確識別目標(biāo)位置信號。

該研究開發(fā)的PLOD納米復(fù)合導(dǎo)電水凝膠,,憑借其拉伸性,、自修復(fù)性、組織粘附性,、生物相容性和電機械性能,,為柔性可穿戴設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用提供了新的可能性,有望在人體運動監(jiān)測,、人機交互等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,。

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