顆粒在線訊：柔性電子產(chǎn)品已被廣泛用于健康監(jiān)測(cè)、人工智能和軟機(jī)器人。然而，在非常類(lèi)似于自然人體皮膚的寬感知范圍內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度和應(yīng)變監(jiān)測(cè)仍然具有挑戰(zhàn)性。在此，基于磺基甜菜堿甲基丙烯酸酯 (SBMA) 聚合物鏈的溫度依賴(lài)性自締合相互作用和結(jié)合甘油-水二元溶劑體系中的熱敏 TEMPO 氧化纖維素/聚苯胺納米纖維（CPA NF）。值得注意的是，TEMPO氧化纖維素作為增強(qiáng)骨架引導(dǎo)了聚苯胺的原位聚合，而CPA NFs熱振動(dòng)激活的隧道電流和空間位置調(diào)整引起的電荷轉(zhuǎn)移共同促進(jìn)了疊加信號(hào)識(shí)別能力.通過(guò)利用甘油分子抑制冰晶生長(zhǎng)，同時(shí)不影響柔韌性 (1095 %)、應(yīng)變敏感性 (GF = 1.25) 和熱響應(yīng)性 (TCR = 2.01% °C-1)，這是雙-巧妙地實(shí)現(xiàn)了在寬溫度范圍 (-40-80 °C)上的模態(tài)應(yīng)變和溫度傳感器。此外，團(tuán)隊(duì)證實(shí)兩性離子活性位點(diǎn)（例如-N+(CH3)3 或-SO3-）和動(dòng)態(tài)界面之間的保形粘附對(duì)于最大限度地減少界面滑動(dòng)和分層以及保持實(shí)時(shí)電信號(hào)穩(wěn)定性至關(guān)重要。組裝的兩性離子表皮傳感器陣列共形粘附在手指上可以實(shí)現(xiàn)細(xì)微的信號(hào)識(shí)別和局部溫度檢測(cè)，這為設(shè)計(jì)適用于惡劣溫度條件的多模態(tài)類(lèi)皮膚響應(yīng)電子皮膚提供了廣闊的前景。

圖 1. 具有應(yīng)變和溫度通用響應(yīng)能力的兩性離子 (PBA/CPA/Gly) 水凝膠的設(shè)計(jì)。

圖 2. 兩性離子水凝膠的機(jī)械性能。

圖 3. 兩性離子水凝膠的冷凍和脫水耐受性。

圖 4. 兩性離子水凝膠的保形粘附性。

圖 5. PBA/CPA/Gly 水凝膠傳感器的機(jī)電性能和微妙的人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)。

相關(guān)論文以題為L(zhǎng)ow-Temperature Tolerance and Conformal Adhesion Zwitterionic Hydrogels as Electronic Skin for Strain and Temperature Responsiveness發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》上。通訊作者是北京林業(yè)大學(xué)楊俊副教授。