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  作為連接人體信號和外部空間的交互橋梁，表皮電極是電信號監(jiān)測中必要的組成部分，其電學、力學性能直接影響監(jiān)測信號的準確性和穩(wěn)定性。因此，如何實現(xiàn)表皮電極優(yōu)異、穩(wěn)定的導電性以及良好的拉伸性、低模量等力學性能，是表皮電信號監(jiān)測的重要研究方向。

圖1 雙網(wǎng)絡輔助PEDOT:PSS薄膜的工作機理及相關材料化學結構示意圖

  近期，重慶大學柔性可再生能源材料與器件課題組通過構建雙網(wǎng)絡結構實現(xiàn)了PEDOT:PSS薄膜電學和力學性能的協(xié)同提升，即通過將物理交聯(lián)的PEDOT:PSS:PVA導電網(wǎng)絡引入到原位共價交聯(lián)的聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）網(wǎng)絡中，如圖1所示。這種雙聚合物網(wǎng)絡具有創(chuàng)新性的互補功能，其中物理交聯(lián)的PVA網(wǎng)絡耗散負載能量以提供韌性，而具有極低玻璃化轉變溫度的共價交聯(lián)的PEGDA網(wǎng)絡提供自由體積并削弱PVA鏈中的致密氫鍵以提供適應性和拉伸性。進一步通過差示掃描量熱法（DSC）、傅里葉紅外變換（FTIR）及密度泛函理論等驗證了PEGDA對聚合物網(wǎng)絡的塑化作用，如圖2所示。此外，聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)劑的高極性有助于誘導PEDOT：PSS從核殼骨架到更長鏈的構象轉變，不同PEGDA含量下薄膜力學和電學性能結果如圖3所示。因此，可調彈性框架允許通過合理地調控次級網(wǎng)絡部分來同時提高PEDOT:PSS薄膜力學性能和導電性能。為了評估聚合物電極在健康監(jiān)測中的可行性，該研究進一步將其應用于ECG和EMG信號監(jiān)測，并獲得了高質量的生物電勢信號和響應，如圖4所示。這項工作不僅促進了對雙網(wǎng)絡調控的潛在分子機制的理解，而且也證實了高質量可拉伸電極在可穿戴健康監(jiān)測方面的巨大潛力。

  該工作以“Highly Skin-Compliant Polymeric Electrodes with Synergistically Boosted Conductivity toward Wearable Health Monitoring”為題發(fā)表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上。文章第一作者是重慶大學碩士研究生蘭林楷，論文通訊作者為重慶大學副研究員陳珊珊。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.2c03596