齊魯工業大學：研究聚苯胺改性細菌纖維素基水凝膠柔性傳感器
水凝膠傳感器在柔性傳感特別是醫療檢測領域受到了廣泛專注。當前水凝膠在機械和導電性能影響方面往往無法兼顧，且廢棄后的水凝膠會作為電子垃圾污染生活環境。生物質材料來源于自然并且可以重復利用。因此，使用生物質材料制備一種兼顧機械性能和導電性能的可回收水凝膠極具前景。齊魯工業大學（山東省科學院）于得海教授團隊提出一種基于聚乙烯醇（PVA）的超分子水凝膠（簡稱為PTPB），通過聚苯胺封裝細菌纖維素（BC）制備導電纖維作為水凝膠的導電成分，與聚乙烯醇通過定向凍融技術制備了具有定向微孔結構的導電水凝膠。所得水凝膠表現出優異的電化學和機械穩定性、高斷裂強度（2 MPa）和超過95%的抗菌活性。水凝膠可通過加熱溶解并重新凍融成型以此實現回收利用。經過回收后的凝膠其性能與原始樣品相差無異，仍可實現對人體運動的檢測，這大大降低了制備和使用的成本以及對環境的污染。促進了綠色環保的水凝膠傳感器的發展。
圖1 PTPB水凝膠的合成機理示意圖和SEM圖像
圖2 力學性能及分子間作用力模擬計算
圖3 機電特性與自粘附性能
圖4 應變傳感和無線傳感
圖5 PTPB水凝膠用作生物電極和用于物體尺寸識別
圖6 水凝膠的可回收重塑特性
審核編輯 黃宇
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