【福建物構(gòu)所:研發(fā)PPG/CNT/GO水凝膠傳感器，用于超靈敏醫(yī)療監(jiān)測(cè)】

導(dǎo)電水凝膠由于其優(yōu)異的機(jī)械性能和高拉伸應(yīng)變敏感性，在人工智能和人機(jī)交互領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力。可靠的回彈性、優(yōu)異的粘度和高應(yīng)變靈敏度的集成是導(dǎo)電水凝膠的巨大挑戰(zhàn)。本文，福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所官輪輝課題組在《J. Mater. Chem. A》期刊發(fā)表名為“Self-adhesive electronic skin for ultra-sensitive healthcare monitoring"的論文，研究受具有分層結(jié)構(gòu)的人體皮膚的啟發(fā)，甘油首先被引入雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，以制備具有氫鍵的水凝膠，賦予水凝膠高彈性和附著力。將氧化石墨烯和碳納米管的混合物噴涂在水凝膠上作為導(dǎo)電層，以實(shí)現(xiàn)高應(yīng)變傳感。

然后，采用原位聚合法制備了韌性好、回彈性高的水凝膠作為彈性層。受益于其的裂紋反應(yīng)機(jī)制，該集成傳感器顯示了高靈敏度。此外，它呈現(xiàn)出廣泛的應(yīng)變范圍（0-300%），對(duì)具有與人體相似的彈性模量的豬皮的粘附力（56.9 N m-1），以及低滯后。這項(xiàng)研究為改進(jìn)用于醫(yī)療保健監(jiān)測(cè)的可穿戴電子設(shè)備提供了一個(gè)可行的解決方案。

本文提出了基于水凝膠和氧化石墨烯/碳納米管（GO / CNT）導(dǎo)體的多功能可穿戴傳感器。該傳感器是由具有優(yōu)異回彈性的彈性層、粘合層和由GO/CNTs混合物形成的導(dǎo)電層組成的夾層結(jié)構(gòu)。由于其的基于裂紋的傳感機(jī)制，它具有高靈敏度（GF = 20）。

此外，它還具有廣泛的應(yīng)變范圍（高達(dá)300%），出色的穩(wěn)定性和耐用性。與其他傳感器不同，該傳感器不僅可以準(zhǔn)確識(shí)別身體的小幅度運(yùn)動(dòng)，例如語(yǔ)音和心率，還可以準(zhǔn)確識(shí)別大運(yùn)動(dòng)，例如膝蓋運(yùn)動(dòng)和手指彎曲。所有這些特性表明，本研究的多功能柔性傳感器是一種出色的電子設(shè)備，具有醫(yī)療監(jiān)測(cè)和軟機(jī)器人、電子皮膚和人工智能設(shè)備開(kāi)發(fā)的潛力。