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Wireless Strain Sensors Based on Sustainable Poly(lipoic acid) Zwitterionic Conductive Biogels with Self-Healing, High Stretchability, and Biodegradability

生物降解 硫辛酸 自愈 拉伤 导电体 材料科学 无线 复合材料 化学 抗氧化剂 计算机科学 电信 有机化学 医学 内科学 替代医学 病理
作者
Yang Li,Haiyan Du,Yichang Cao,Aiqing Zhang,Hui Jia,Dangchao Sun,Huimin Yang,Ying Li
出处
期刊:ACS applied polymer materials [American Chemical Society]
卷期号:7 (6): 3657-3669 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acsapm.4c03914
摘要

Recently, sustainable poly(lipoic acid) (poly(LA))-based biogels have attracted increasing interest and have been used in wearable sensing fields. However, the low stretchability and adhesion, poor self-healing, and wire transmission remain the major issues that limit the applications of poly(LA)-based gel sensors. It is urgent to develop multifunctional biogels with excellent comprehensive performance. In this work, multifunctional conductive poly(LA)-based zwitterionic biogels (denoted as PLLS gels) were fabricated by introducing hydrophilic sulfobetaine methacrylate (SBMA) through nucleophilic addition reactions with poly(LA). The addition of SBMA endowed the gels with conductivity due to the abundant anionic and cationic groups of the zwitterionic structure. The excellent biocompatibility of poly(LA) and SBMA provided the gels nontoxicity and harmlessness. As expected, the PLLS gels possessed high stretchability, adhesion, and self-healing due to the multiple dynamic bonds, including hydrogen bonds and electrostatic interactions. Besides, the gels exhibited excellent biodegradability, antioxidant, and antibacterial activities. The PLLS gels had found application as a wireless wearable sensor, which could monitor various human activities involving temperature changes, human joint movements, and voice recognition. This work not only provides a valuable strategy for constructing the sustainable gel sensors but also expands the applications of biogels to portable mobile monitoring of wireless wearable devices.
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