Small:柔性应变传感器用导电水凝胶的研究进展

柔性应变传感器因其具有人类皮肤的柔韧性和可以通过将各种外界刺激转换为电信号来模拟人类皮肤的感觉功能,在医疗监测设备、智能机器人和可穿戴传感器等领域引起了人们极大的关注和研究兴趣。柔性应变传感器主要由活性材料和可拉伸材料或具有可变形材料制成的柔性基底/基体组成。对于柔性应变传感器的制备,水凝胶由于具有良好的生物相容性、高拉伸性和与天然软组织的结构相似使性,使之成为柔性基底的良好候选材料,特别是在制备可拉伸、透明和可穿戴的压力/应变传感器方面。此外,通过将导电材料混入水凝胶基质中,水凝胶可以变得导电并适于直接用作应变传感器的传感材料,这使得水凝胶在柔性应变传感器领域有着得天独厚的优势。

近期,齐鲁工业大学生物基材料与绿色造纸国家重点实验室刘温霞教授课题组和济南大学前沿交叉研究院刘宏教授联合全面总结了导电水凝胶在柔性应变传感器领域的前沿研究进展,同时为未来导电水凝胶在柔性传感器领域的发展提供了更多的建议和指导。

柔性应变传感器在医疗监护设备、智能机器人和可穿戴电子器件的制备中备受关注。在过去的几年中,出现了大量有关导电水凝胶用于制造柔性应变传感器的研究,其在应变传感器的组装和传感中的应用非常活跃,并扮演者非常重要的角色。在这篇综述中,首先,总结了导电水凝胶在柔性电子产品中应用时所需的性质。具体回顾了导电水凝胶在导电性、机械性能、自愈合性能和抗冻性能方面的发展。为了更详细地讨论,导电水凝胶的导电性可以根据导电材料分为五类:导电聚合物、碳基材料、MXene、金属基材料和离子导电类材料。之后描述了在不同传感模式下设计的基于导电水凝胶传感器的最新进展,包括电阻、电容、压电、摩擦电和基于原电池的模式。最后,这篇综述讨论了基于导电水凝胶的柔性应变传感器的未来挑战和发展前景。认为,随着科学技术的飞速发展,导电水凝胶在应变传感器领域具有巨大的应用前景,这将对人类生活和发展产生不可或缺的影响。

论文信息:

Development of Conductive Hydrogels for Fabricating Flexible Strain Sensors

Gang Li, Chenglong Li, Guodong Li*, Dehai Yu, Zhaoping Song, Huili Wang, Xiaona Liu, Hong Liu*, Wenxia Liu*

Small

DOI: 10.1002/smll.202101518

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202101518