蘭州大學呂少瑜教授 AFM：用于低溫傳感的阻尼超分子彈性體
2025-02-25 來源：高分子科技
柔性傳感器在可穿戴醫療設備、軟機器人等領域展現出廣闊應用前景，但傳統凝膠基傳感器因溶劑揮發、凍結和泄露等問題，容易導致離子界面變化，影響信號輸出的準確性。同時，環境振動的干擾也會導致傳感器的輸出信號產生不規則的噪聲，進一步降低傳感器的性能。為解決這些挑戰，蘭州大學呂少瑜教授課題組創新性地設計了一種阻尼超分子彈性體，通過微相分離誘導分子間相互作用增強，結合聚合物鏈的內部摩擦機制，有效耗散能量來消除環境振動的干擾，實現了穩定的低溫傳感。
圖1. 阻尼超分子彈性體的設計和穩定傳感機理示意圖
該彈性體由無溶劑離子鏈段（丙烯酸/氯化膽堿，AA/ChCl）和中性鏈段（2,2,3,4,4,4-六氟丙烯酸丁酯，HFBA）共聚而成。無溶劑離子鏈段不僅能夠高效傳輸電荷，還可防止低溫下的凍結和離子泄漏，而HFBA鏈段通過聚合物鏈的內部摩擦機制，有效抑制了環境振動對信號傳輸的干擾。同時，通過引入HFBA誘導彈性體形成微相分離結構，該結構增強了聚合物分子間的相互作用，實現了能量的高效耗散，從而顯著提升了信號的穩定性。此外，動態分子間相互作用賦予了彈性體在低溫條件下優異的拉伸性能、粘附性、自愈性和離子導電性，為低溫傳感提供了堅實的基礎。
圖2. 基于超分子彈性體的無線溫度傳感系統，在低溫環境下實現了準確、穩定、靈敏的實時溫度檢測
原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202424996
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（責任編輯：xu）
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