扬州大学吴德峰教授团队 ACS AMI:双层多糖水凝胶的异质性调控以实现多模式的驱动与传感
2023-03-19 来源:高分子科技
双层水凝胶由于其异质性易于调控,因此在软驱动器领域备受关注。扬州大学吴德峰教授团队近期采用阴离子型羧甲基纤维素(CMC)、阳离子型壳聚糖(CS)和两性的羧甲基壳聚糖(CMCS)等三种多糖(衍生物)作为结构构筑单元和驱动控制单元,制备了物理交联的聚乙烯醇双层水凝胶。改变不同凝胶层多糖的类型和浓度可有效调控双层水凝胶的pH和湿度响应能力,并基于在变形过程中离子通道的扭曲进一步集成了驱动和传感,实现了环境湿度实时检测的目的。双层水凝胶还具有良好的拉伸韧性和界面键合,可作为应变传感器识别人体运动。该研究工作为利用多糖(衍生物)作为刺激响应单元的水凝胶的空间异质性调控提供了有趣的视角,并提出了一种集成驱动和传感的柔性器件制造的策略。
图1. 双层水凝胶界面的构筑及破坏情况
图2. 双层水凝胶(CS/CMC)pH响应的可逆变形
图3. 三种双层水凝胶样品在不同pH环境中的变形程度及速率
图4. CS/ CMC型湿度传感器方案和电阻变化机理
全文链接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.3c01244
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(责任编辑:xu)
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