如今，可穿戴電子設備在醫(yī)療領域的應用愈發(fā)廣泛，其中應用于個人康復訓練和醫(yī)療健康監(jiān)測的柔性傳感器備受關注。近日，四川大學機械工程學院何亮團隊在這一領域取得研究進展，相關成果于4月27日發(fā)表在《先進功能材料》。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的進步，柔性可穿戴電子產(chǎn)品在人體運動監(jiān)測、工業(yè)機器人、仿生設備、康復醫(yī)療設備等領域大顯身手。

導電水凝膠憑借良好的離子電導性、易于集成以及與生物組織的相似性，成為柔性傳感器的理想材料。要開發(fā)出兼具高導電性、高靈敏度、高可靠穩(wěn)定性，且具備抗菌性和生物相容性的水凝膠，并將其應用于多功能、高性能的柔性可穿戴應變/壓力傳感器，仍是一項極具挑戰(zhàn)性的任務。

為此，何亮團隊提出了一種基于孔橋結構和分子擁擠效應的協(xié)同策略，制備出PPM@C-DES共晶水凝膠應變/壓力傳感器。該水凝膠以生物相容性好、成本低的聚乙烯醇(PVA)為聚合物網(wǎng)絡，摻雜自組裝的MXene基納米異質(zhì)結構，并通過冷凍-解凍循環(huán)和溶劑置換法引入分子擁擠劑(DES)。這種共晶水凝膠呈現(xiàn)出獨特的孔橋形態(tài)，M@C網(wǎng)絡在孔壁上作為導電橋，賦予水凝膠卓越的導電性和傳感性能。同時，DES作為分子擁擠劑，增強了水凝膠的機械穩(wěn)定性和環(huán)境耐受性，有效抑制了冰晶形成和水分蒸發(fā)。

PPM@C-DES共晶水凝膠傳感器在個人康復訓練和醫(yī)療健康監(jiān)測領域具有廣泛的應用前景。將其固定在人體不同部位，可精準監(jiān)測多種運動，如喉嚨處能感知聲帶振動，手指、頸部、手腕、肘部、膝蓋等部位的運動也能被準確監(jiān)測，還可用于記錄康復訓練過程中的心電圖(ECG)信號?；谄鋬?yōu)異的光熱性能，該傳感器能為手術后遺癥（如關節(jié)疼痛或關節(jié)炎）提供按需光熱治療。經(jīng)NIR誘導光熱治療后，能有效促進局部血液循環(huán)，減輕疼痛和關節(jié)僵硬，提升相關運動的傳感性能。

此項研究成功制備出多功能PPM@C-DES共晶水凝膠應變/壓力傳感器，有效解決了導電聚合物水凝膠基多功能應變/壓力傳感器開發(fā)中的關鍵難題。該傳感器卓越的綜合性能，為未來可穿戴智能設備集成無線傳輸模塊奠定了堅實基礎，在個人康復訓練和醫(yī)療健康監(jiān)測領域展現(xiàn)出巨大潛力。（來源：中國科學報 楊晨）

相關論文信息： https://doi.org/10.1002/adfm.202502844

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