柔性和可拉伸傳感器因其在可穿戴設備、人機界面、智能機器人、電子皮膚和實時醫(yī)療保健監(jiān)測等領(lǐng)域的各種應用而引起了人們的極大興趣。為了進一步滿足智能傳感設備日益復雜性和多功能性的要求，人們在設計和生產(chǎn)高性能、多功能電子傳感材料方面做出了許多努力。其中，離子導電水凝膠具有良好的透明性、可調(diào)節(jié)的機械性能、更大的傳感范圍以及更直接的制造過程。此外，生物系統(tǒng)中的信號通常通過離子傳輸，這使得離子導電水凝膠具有與生物系統(tǒng)相似的靈活性。然而，由于水會在寒冷環(huán)境中結(jié)冰，傳統(tǒng)的離子導電水凝膠通常會失去其原有的性能，包括柔韌性、導電性和光學透明度，嚴重限制了它們在極端條件下的應用。此外，目前大多數(shù)離子導電水凝膠主要集中在應變傳感器的應用上，用于檢測人體運動，缺乏對溫度等刺激的響應性，這使得它們有時無法滿足實際應用的要求。例如，皮膚作為人體最大的器官，具有多種功能，如保護功能、感知功能、代謝功能和調(diào)節(jié)體溫的功能等。近年來，為了模擬人體皮膚的多功能感知功能，各種柔性和可拉伸傳感器被開發(fā)。在各種傳感功能中，溫度傳感對于實時獲取皮膚表面、周圍環(huán)境和植入?yún)^(qū)域的溫度以幫助人類和軟人工智能機器人調(diào)整后續(xù)計劃至關(guān)重要。因此，能夠同時監(jiān)測人體運動和溫度變化的基于應變和溫度雙響應的柔性水凝膠傳感器的開發(fā)具有重要意義和使用價值。聚（N-異丙基丙烯酰胺）（PNIPAAm）是一種具有代表性的熱敏聚合物，由于其在溫度刺激下的快速相變和對溫度的可調(diào)響應而被廣泛用于溫度響應性水凝膠。為了滿足應用需求，天津工業(yè)大學范杰教授、張青松教授和江南大學萬愛蘭副教授合作制備了一種由離子液體調(diào)控的PNIPAAm基離子導電水凝膠，該水凝膠具有應變和溫度雙響應性，為柔性可穿戴傳感器在多功能應用方面提供了思路。
圖8. PPPNV雙層水凝膠溫度致動器的驅(qū)動行為
總之，這項工作展示了通過功能性離子液體VBIMBr調(diào)節(jié)PNIPAAm基水凝膠VPTT的可行策略，并顯示了PPPNV水凝膠作為柔性應變和溫度雙響應傳感器在可穿戴應變傳感器、溫度傳感器、軟機器人和智能執(zhí)行器等方面的巨大應用潛力。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.09.131
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