LiCl-PAM/SA-Ca^(2+)双网络水凝胶应变传感器的制备与性能

近几年,导电水凝胶应变传感器将不可见的机械刺激转化为可见的电信号的能力越来越受到科研人员的关注.同时,其优异的透明性和导电性也为成为柔性电子产品奠定了基础.然而,由于水凝胶内部存在大量水分,环境适应性差(如低温和长期储存)限制了实际应用.因此,本工作通过使用LiCl作为海藻酸钠分子链超分子组装的触发器并引入甘油作为冷冻保护剂,开发了一种新型离子导电LiCl/PAM/SA-Ca^(2+)水凝胶.结果表明:离子导电水凝胶不仅具有较高的断裂应变(1920%)和与人体皮肤相似的模量(80 kPa),而且具有优异的机械强度(375 kPa)、出色的韧性(4.8 MJ·m^(-3))和高透明度;此外,氯化锂和甘油也赋予其防冻和保湿功能;进一步研究表明:作为柔性应变传感器,离子水凝胶在300%至750%的应变范围内具有高灵敏度(GF=2)和宽检测应变窗口(2.5%~500%).同时该应变传感器也表现出优异的抗疲劳性(100%应变下200次循环)和低温(-25℃)下的传感灵敏度.这种独特的性能为可穿戴设备在复杂环境中的应用提供了更多可能.

CD-PAM/CMC-Eu^(3+)水凝胶的制备及其发光性能研究

水凝胶因其具有优异的可拉伸性、出色的韧性以及与皮肤的紧密贴合而备受关注.然而,对其发光性能的研究鲜有报道.因此,本工作利用碳点(CD)作为掺杂剂采用一锅自由基聚合法制备出了CD-PAM/CMC发光水凝胶.同时,通过浸渍法将Eu ^(3+)进一步引入到CD-PAM/CMC发光水凝胶内部,实现了对水凝胶发光性能的可控调节.结果表明:CD的引入不仅能够提高水凝胶的强度而且使水凝胶的荧光强度高于CD溶液的本身;研究进一步发现,当CD的质量分数达到0.2%时,其荧光性能达到最佳.另外,通过调节CD与Eu ^(3+)的比例能够实现对水凝胶发光颜色的可控调节,同时有希望合出能够发白光的水凝胶.为未来冷光源的开发与应用提供一个思路.