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  離子導(dǎo)電水凝膠因其集成的導(dǎo)電性和機(jī)械柔韌性而成為應(yīng)用于柔性電子產(chǎn)品的新興材料。然而，開(kāi)發(fā)在惡劣的環(huán)境下仍具有良好的導(dǎo)電性和機(jī)械性能的離子水凝膠依然存在艱巨的挑戰(zhàn)。

  近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)趙維巍教授團(tuán)隊(duì)在Chemical Engineering Journal (IF:16.744)上發(fā)表了題為“Environmentally Adaptive and Durable Hydrogels toward Multi-Sensory Application”的論文。該課題組在無(wú)機(jī)納米粘土Laponite XLG和LiCl 的存在下，通過(guò)兩性離子SBMA的原位聚合制備了一系列環(huán)境適應(yīng)型多功能水凝膠。在各組分的協(xié)同作用下，水凝膠展現(xiàn)了出色的環(huán)境適應(yīng)性。它們不僅在常溫下表現(xiàn)出優(yōu)異的拉伸性(高達(dá) 2167%)和良好的的導(dǎo)電性(17.1 mS cm^-1)，而且在極端環(huán)境(-60-95 ℃或真空下)下也保持了良好的機(jī)電性能。此外，它們出色的粘附性能(與玻璃的粘附強(qiáng)度高達(dá) 0.28 MPa)、自愈合性能(高達(dá) 90% 的恢復(fù)效率)、可注射性和 3D 打印性使它們有望成為全溫度可穿戴柔性傳感器。組裝后的水凝膠傳感器表現(xiàn)出卓越的多傳感性能，能夠監(jiān)測(cè)應(yīng)變(1-500%)、壓力(0.5-50 kPa)、溫度(-20-95 ℃)和接近度(0-160 mm)。傳感器還可以在 -40 至 80 ℃的彎曲測(cè)試中可靠地運(yùn)行，并且在 10 000 次不間斷循環(huán)(分別在50% 應(yīng)變和 20 kPa 壓力下)表現(xiàn)出優(yōu)異的耐用性，為用于醫(yī)療保健監(jiān)測(cè)、人機(jī)界面和生物醫(yī)學(xué)假肢的下一代柔性電子產(chǎn)品提供了新的見(jiàn)解。 

  哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士研究生陳幼幼為論文第一作者，趙維巍教授、陳國(guó)慶副教授及張晨助理研究員為共同通訊作者。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137907

  作者簡(jiǎn)介：趙維巍，哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)材料學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。主要從事半導(dǎo)體外延材料及量子器件，印刷電子材料及柔性電子器件的研究。已在Science Advances，Nature Materials，Nature Physics，Nano Letters，Phys. Rev. Lett.等國(guó)際期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文80余篇，入選ESI高被引論文2篇，入選ESI熱點(diǎn)論文1篇。獲得授權(quán)專(zhuān)利20余項(xiàng)，包括美國(guó)專(zhuān)利1項(xiàng)。