川大金勇教授团队 CEJ：双重热响应型多功能离子导电水凝胶用于多级信息加密和可视化监测

2022-12-23 来源：高分子科技

尽管目前热响应材料取得了一定的进步，但开发具有可调节的多重温度响应型导电水凝胶，并用于交互式可穿戴设备仍是一个巨大的挑战。

鉴于此，川大金勇教授团队通过无机盐调控策略，构建了一种新颖的、可调控的双温敏型离子导电水凝胶(DTICH)。该水凝胶巧妙地整合了低温敏感的十二烷基硫酸钠(SDS)和高温敏感的聚(N-异丙基丙烯酰胺)PNIPAm基聚合物。由于同离子效应和盐析效应，通过控制NaCl浓度，DTICH水凝胶首次实现了在0-18℃ (T_k)和37-80℃ (LCST)范围可调节的双温度响应。与此同时，由于无机盐和温敏物质之间高效的协同作用，该水凝胶还被赋予了良好的拉伸性(>900%)、粘附性(粘附强度>30 kPa)、抗冻性(-40℃)和多级加密等功能特性。此外，DTICH水凝胶还可以通过相对阻力和透明度的变化灵敏地感知外界机械和温度刺激，可用于实时监测人体运动和温度。该研究为设计和制造高性能的人机交互设备和智能可穿戴产品开辟出了一条全新的道路。

图1. 双温敏型离子导电水凝胶(DTICH)的制备过程及应用。

图2. 双温敏型离子导电水凝胶(DTICH)的盐调控行为。

图3. DTICH水凝胶的双温度响应行为及机理。

图4. DTICH水凝胶用于多级信息加密。

图5. DTICH水凝胶的黏附和防冻功能。

图6. DTICH水凝胶的应变和温度-电信号响应能力。

图7. DTICH水凝胶在智能传感领域的应用。

相关研究成果以“Dual thermo-responsive multifunctional ionic conductive hydrogel by salt modulation strategy for multilevel encryption and visual monitoring”为题，发表在国际著名期刊《Chemical Engineering Journal》上。四川大学轻工科学与工程学院博士研究生白龙为本文第一作者，其导师金勇教授为通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722065639

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（责任编辑：xu）

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