用于人机界面的具有类皮肤性质的环境稳定水凝胶

离子水凝胶基传感器已经成为制备可穿戴电子产品的热点.然而,皮肤与传感器之间弱的界面粘合力以及水凝胶较差的耐温性严重影响了传感器的灵敏度和可靠性.受皮肤结构和功能的启发,我们将胶原蛋白整合到化学交联的水凝胶中,设计出一种新型的可皮肤附着的且环境稳定的水凝胶.该水凝胶具有较低的模量、良好的拉伸性能和良好的弹性.此外,胶原蛋白的引入使水凝胶与包括皮肤在内的多种材料具有牢固的和紧密贴合的界面.因此,该水凝胶具有极高的灵敏度(GF=10.7)、快速响应性、可忽略的迟滞行为以及广泛的监测范围,可作为人机界面以采集可靠的心电图(ECG)信号和辨别各种人体动作.值得注意的是,模仿大多数生物体的耐温机制的水凝胶在零下或常温条件下具有持久的粘合性、导电性、传感性能和机械稳定性.这种以皮肤为灵感的策略为多功能材料的设计提供了一条有效途径,并有望应用于新一代电子产品中.