近日，化材學(xué)院林業(yè)工程學(xué)科生物質(zhì)納米材料研究團(tuán)隊(duì)以“Mechanically ductile, ionically conductive and low temperature tolerant hydrogel enabled by high concentration saline towards flexible strain sensor”為題發(fā)表在工程技術(shù)領(lǐng)域國(guó)際期刊《Nano energy》上（中科院1區(qū)，IF=19.069）。論文第一作者為該學(xué)科青年教師厲世能博士，吳強(qiáng)教授為論文通訊作者之一，韓國(guó)嘉泉大學(xué)的Joonho Bae（裴俊浩）和美國(guó)田納西大學(xué)王思群教授參與該項(xiàng)研究并做出了重要貢獻(xiàn)。
導(dǎo)電水凝膠是一類(lèi)擁有柔軟性與導(dǎo)電性的新型“軟材料”，其類(lèi)組織結(jié)構(gòu)及出色的應(yīng)變誘導(dǎo)電信號(hào)特性使得該類(lèi)材料在人工皮膚、可穿戴電子設(shè)備等領(lǐng)域獲得了極大的關(guān)注。傳統(tǒng)導(dǎo)電水凝膠在低溫環(huán)境（零度以下）下易凍結(jié)，進(jìn)而導(dǎo)致其性能（力學(xué)和電學(xué)）發(fā)生退化甚至完全喪失，這嚴(yán)重影響了其在實(shí)際中的應(yīng)用與發(fā)展。基于此，研究團(tuán)隊(duì)受高濃度鹽誘導(dǎo)水化效應(yīng)的抗凍機(jī)制的啟發(fā)，采用溶液浸泡策略，利用NaCl誘導(dǎo)殼聚糖分子鏈形成物理纏結(jié)結(jié)構(gòu)并結(jié)合納米增強(qiáng)效應(yīng)，設(shè)計(jì)并制備一種機(jī)械強(qiáng)韌（拉伸強(qiáng)度：1.51MPa，斷裂功：15.33 MJ·m-3）、高導(dǎo)電（4.10 S/m）、低溫耐受（-56.8 °C）的殼聚糖修飾氧化石墨烯/聚丙烯酰胺/殼聚糖導(dǎo)電水凝膠（PAC-CGO-Na）。該復(fù)合水凝膠表現(xiàn)出優(yōu)異的傳感性能，包括高靈敏度、快速響應(yīng)和較寬的檢測(cè)范圍。無(wú)論在室溫還是低溫環(huán)境下，該水凝膠基傳感器都擁有出色的傳感可靠性和長(zhǎng)期使用安全性。
該研究對(duì)先進(jìn)水凝膠基應(yīng)變傳感器的設(shè)計(jì)、制造及在嚴(yán)寒條件下的應(yīng)用與發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。
（化材學(xué)院 厲世能）
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