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川大金勇教授團隊 CEJ：雙重熱響應型多功能離子導電水凝膠用于多級信息加密和可視化監(jiān)測
2022-12-23  來源：高分子科技

  盡管目前熱響應材料取得了一定的進步，但開發(fā)具有可調節(jié)的多重溫度響應型導電水凝膠，并用于交互式可穿戴設備仍是一個巨大的挑戰(zhàn)。


  鑒于此，川大金勇教授團隊通過無機鹽調控策略，構建了一種新穎的、可調控的雙溫敏型離子導電水凝膠(DTICH)。該水凝膠巧妙地整合了低溫敏感的十二烷基硫酸鈉(SDS)和高溫敏感的聚(N-異丙基丙烯酰胺)PNIPAm基聚合物。由于同離子效應和鹽析效應，通過控制NaCl濃度，DTICH水凝膠首次實現了在0-18℃ (Tk)和37-80℃ (LCST)范圍可調節(jié)的雙溫度響應。與此同時，由于無機鹽和溫敏物質之間高效的協同作用，該水凝膠還被賦予了良好的拉伸性(>900%)、粘附性(粘附強度>30 kPa)、抗凍性(-40℃)和多級加密等功能特性。此外，DTICH水凝膠還可以通過相對阻力和透明度的變化靈敏地感知外界機械和溫度刺激，可用于實時監(jiān)測人體運動和溫度。該研究為設計和制造高性能的人機交互設備和智能可穿戴產品開辟出了一條全新的道路。 


圖1. 雙溫敏型離子導電水凝膠(DTICH)的制備過程及應用。 


圖2. 雙溫敏型離子導電水凝膠(DTICH)的鹽調控行為。 



圖3. DTICH水凝膠的雙溫度響應行為及機理。 


圖4. DTICH水凝膠用于多級信息加密。 


圖5. DTICH水凝膠的黏附和防凍功能。 


圖6. DTICH水凝膠的應變和溫度-電信號響應能力。


圖7. DTICH水凝膠在智能傳感領域的應用。


  相關研究成果以“Dual thermo-responsive multifunctional ionic conductive hydrogel by salt modulation strategy for multilevel encryption and visual monitoring”為題，發(fā)表在國際著名期刊《Chemical Engineering Journal》上。四川大學輕工科學與工程學院博士研究生白龍為本文第一作者，其導師金勇教授為通訊作者。該項研究得到了國家自然科學基金等項目的資助。


  論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722065639

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（責任編輯：xu）
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