80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索：  
西工大黃維院士團(tuán)隊(duì)李鵬教授、王騰蛟副教授 AFM：應(yīng)用于多模態(tài)監(jiān)測(cè)和緊急預(yù)警系統(tǒng)的親膚性自增強(qiáng)水凝膠基柔性電子器件
2023-04-25  來(lái)源：高分子科技

  在柔性電子器件領(lǐng)域，水凝膠材料因天然的類(lèi)組織特性和多功能性而具有極大的應(yīng)用潛力。然而，機(jī)械強(qiáng)度不足和抗疲勞性差的傳統(tǒng)水凝膠在受到長(zhǎng)周期、多頻率的應(yīng)力時(shí)會(huì)發(fā)生破損或失去穩(wěn)定性，這限制了該材料長(zhǎng)期應(yīng)用的可能。在復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景如智能健康醫(yī)療、人機(jī)交互設(shè)備中，迫切需要開(kāi)發(fā)一種可以在使用中增強(qiáng)的親膚性高強(qiáng)度水凝膠，滿(mǎn)足可穿戴健康電子器件長(zhǎng)期穩(wěn)定使用的需求。


  近日，西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院黃維院士團(tuán)隊(duì)李鵬教授、王騰蛟副教授借鑒高分子材料自增強(qiáng)的概念，開(kāi)發(fā)了一種具有良好生物相容性的自增強(qiáng)水凝膠，實(shí)現(xiàn)柔性電子材料越用越強(qiáng)目的。


  該水凝膠通過(guò)三重犧牲交聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了力學(xué)性能的大幅度增強(qiáng)：其中納米凝膠充當(dāng)強(qiáng)犧牲交聯(lián)（用納米凝膠形變來(lái)犧牲應(yīng)力對(duì)化學(xué)交聯(lián)的破壞），可逆離子相互作用充當(dāng)弱犧牲交聯(lián)（利用弱靜電鍵斷裂來(lái)犧牲應(yīng)力對(duì)化學(xué)交聯(lián)的破壞），聚合物鏈糾纏作用充當(dāng)物理犧牲交聯(lián)（利用破壞范德華力來(lái)犧牲應(yīng)力對(duì)化學(xué)交聯(lián)的破壞）（圖1）。該兩步法制備的水凝膠具有1900%的高拉伸率，在1000次壓縮循環(huán)測(cè)試中，殘余應(yīng)變低于10%以及初始應(yīng)力保持高于95%，并具備抗刺戳特性（圖2）。 


圖1. 三重犧牲結(jié)構(gòu)水凝膠的制備流程以及示意圖 


圖2. 水凝膠配方調(diào)控以及相關(guān)力學(xué)性能測(cè)試圖


  該工作中所制備的水凝膠具有人體汗液誘導(dǎo)自增強(qiáng)效果，通過(guò)仿生汗液反復(fù)浸泡，水凝膠內(nèi)部離子濃度逐步降低引發(fā)分子鏈結(jié)構(gòu)內(nèi)部靜電相互作用逐步增強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)水凝膠自增強(qiáng)。同時(shí)，在水凝膠制備過(guò)程中已經(jīng)證明了凝膠內(nèi)部?jī)?yōu)先生成了大量納米凝膠交聯(lián)劑，這種納米凝膠在抗凝膠撕裂過(guò)程中起到分散應(yīng)力集中現(xiàn)象作用，使得水凝膠增強(qiáng)能力得到進(jìn)一步提高（經(jīng)過(guò)6次循環(huán)處理后拉伸強(qiáng)度增強(qiáng)了近500 kPa，楊氏模量增加了4倍）（圖3）。 


圖3. 水凝膠自增強(qiáng)機(jī)制研究


  考慮到可穿戴柔性健康電子器件直接與皮膚接觸的需求，進(jìn)行了粘附性測(cè)試以及相關(guān)皮膚組織相容性測(cè)試。驗(yàn)證了其粘附性滿(mǎn)足可穿戴健康電子器件的應(yīng)用需求，同時(shí)良好的皮膚組織相容性也滿(mǎn)足在人體體表直接貼敷使用目的。此外，課題組將水凝膠制備成用于傳感及心電、肌電等生理電信號(hào)采集功能的柔性電子器件（圖4），并將柔性電子器件集成為一套用于急性心肌梗死場(chǎng)景的緊急預(yù)警系統(tǒng)，有望實(shí)現(xiàn)水凝膠基柔性電子器件的應(yīng)用實(shí)踐及產(chǎn)業(yè)化推廣。

 

圖4. 自增強(qiáng)水凝膠基柔性電子器件在傳感及生理電信號(hào)采集中的應(yīng)用


  該工作以“Self-Reinforced Hydrogel-Based Skin-Contactable Flexible Electronics for Multimodal Electrophysiological Signal Monitoring and Emergency Alarming System”為題發(fā)表在Advanced Functional Materials上。西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院黃維院士，李鵬教授和王騰蛟副教授為論文的通訊作者，西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院碩士研究生劉榮珺為第一作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持。


  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202214917

版權(quán)與免責(zé)聲明：中國(guó)聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章。刊物或媒體如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請(qǐng)注明出處。
（責(zé)任編輯：xu）
【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】

誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞