Bio‐Inspired Highly Stretchable and Ultrafast Autonomous Self‐Healing Supramolecular Hydrogel for Multifunctional Durable Self‐Powered Wearable Devices

材料科学 纳米技术 可穿戴计算机 自愈 电子皮肤 标度系数 生物电子学 计算机科学 制作 嵌入式系统 生物传感器 医学 病理 替代医学
作者
Yuntao Fu,Xugang Dang
出处
期刊:Small [Wiley]
被引量:5
标识
DOI:10.1002/smll.202408640
摘要

Abstract As skin bioelectronics advances, hydrogel wearable devices have broadened perspectives in environment sensing and health monitoring. However, their application is severely hampered by poor mechanical and self‐healing properties, environmental sensitivity, and limited sensory functions. Herein, inspired by the hierarchical structure and unique cross‐linking mechanism of hagfish slime, a self‐powered supramolecular hydrogel is hereby reported, featuring high stretchability (>2800% strain), ultrafast autonomous self‐healing capabilities (electrical healing time: 0.3 s), high self‐adhesiveness (adhesion strength: 6.92 kPa), injectability, ease of shaping, antimicrobial properties, and biocompatibility. It is observed that by embedding with the highly hygroscopic salt LiCl in supramolecular hydrogel, the hydrogel not only showed excellent electrical conductivity but also presented favorable anti‐freezing and water retention properties in extremely cold environments and natural settings. Given these attributes, the hydrogel served as a multifunctional durable self‐powered wearable device with high sensitivity (gauge factor: 3.68), fast response time (160 ms), low detection limit, and frequency sensitivity. Moreover, the multifunctional applicability of this supramolecular hydrogel is further demonstrated in long‐term cold environments sensing, remote medical communication, and underwater communication. Overall, these findings pave the way for the sustainable development of hydrogel‐based wearable devices that are self‐powered, durable, and offer high performance, environmental adaptability, and multi‐sensory capabilities.
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