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我國科學(xué)家成功制備耐濕低共熔凝膠

2025年08月22日 13:26:36 來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點擊量：4979

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所可降解材料開發(fā)與利用創(chuàng)新團隊與中南大學(xué)合作，成功制備出一種性能優(yōu)異且耐濕的低共熔凝膠，解決了大多數(shù)凝膠材料在潮濕環(huán)境中容易溶脹或降解的問題。

　　隨著柔性電子設(shè)備的快速發(fā)展，凝膠材料已成為可穿戴設(shè)備的理想選擇，特別是在柔性傳感器領(lǐng)域。它們具備優(yōu)異的導(dǎo)電性和伸縮性，能夠很好地與人體皮膚貼合，實時監(jiān)測生理信號和人體運動。
 
　　然而傳統(tǒng)凝膠材料存在一個致命弱點——在潮濕環(huán)境中容易吸水腫脹或降解。這導(dǎo)致其機械性能下降，導(dǎo)電性能不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響了實際使用效果。在日常生活中，人體出汗、雨天潮濕等環(huán)境因素都限制了傳統(tǒng)凝膠材料的應(yīng)用范圍。如何提高凝膠材料的耐濕性，成為科研界和一個產(chǎn)業(yè)界亟待攻克的技術(shù)難題。
 
　　中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所可降解材料開發(fā)與利用創(chuàng)新團隊與中南大學(xué)合作，成功制備出一種性能優(yōu)異且耐濕的低共熔凝膠，解決了大多數(shù)凝膠材料在潮濕環(huán)境中容易溶脹或降解的問題。該凝膠材料可在潮濕環(huán)境中長期保持完整的機械性能，為多功能傳感器及相關(guān)應(yīng)用中的凝膠材料開發(fā)提供有效解決方案。
 
　　團隊通過將丙烯酸單體在疏水性低共熔溶劑中進行自由基共聚，成功制備出性能優(yōu)異且長期耐濕的低共熔凝膠。疏水性低共熔溶劑的獨特性質(zhì)使凝膠在潮濕條件下保持高度穩(wěn)定。研究數(shù)據(jù)顯示，在30攝氏度和90%相對濕度的極端潮濕環(huán)境下，該凝膠的吸水率僅為30%。
 
　　除了卓越的耐濕性，該凝膠還表現(xiàn)出多重優(yōu)異特性：它具有出色的粘附性能，能夠牢固地附著在各種表面；具備自愈合能力，受損后能夠自行修復(fù)；擁有寬溫域耐受性，在零下40攝氏度至80攝氏度的溫度范圍內(nèi)都能保持性能穩(wěn)定。此外，該凝膠還表現(xiàn)出良好的抗菌性能，這對于可穿戴設(shè)備的長時期使用尤為重要。
 
　　基于這種新型凝膠制備的傳感器表現(xiàn)同樣出色。研究團隊開發(fā)出的柔性傳感器對應(yīng)變、壓力和溫度都表現(xiàn)出高靈敏度。這些傳感器在潮濕環(huán)境中表現(xiàn)出出色的耐用性，能夠?qū)崟r監(jiān)控人體各種活動，并提供穩(wěn)定的信號輸出。實驗證明，它們能夠準(zhǔn)確監(jiān)測從手指輕微彎曲到大幅度肢體運動的各種人體動作。由該凝膠制成的傳感器可用于表皮電極，監(jiān)測人體各種生理電信號，甚至能夠用于操控智能小車的運動，展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。
 
　　相關(guān)研究成果Hydrophobic deep eutectic solvent-based eutectogels for long-term humidity resistance and multifunctional sensing于近日在線發(fā)表于《材料視野》(Materials Horizons)上。
 
　　素材來源：中國科學(xué)報
 
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