Advanced In-Situ functionalized conductive hydrogels with high mechanical strength for hypersensitive soft strain sensing applications

自愈水凝胶 材料科学 导电体 标度系数 生物相容性 复合材料 纳米技术 电导率 化学工程 化学 制作 高分子化学 医学 替代医学 物理化学 病理 工程类 冶金
作者
Yihao Hou,Yanjiao Chang,Zhiyong Zhao,Mingxi Zhang,Qian Zhao,Mingzhuo Guo,Jiale Zhao,Siyang Wu,Yunhai Ma
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:497: 154731-154731 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.154731
摘要

Conductive hydrogels are used in wearable electronics, soft robotics and artificial skin due to their flexibility, biocompatibility and multifunctionality. However, combining high mechanical strength, conductivity and sensitivity in these hydrogels remains a challenge. This paper proposes a novel in-situ conductive functionalization technology for hydrogels with high mechanical strength, achieving high conductivity (3223.727 S·m−1) and low resistance (0.92 Ω) without sacrificing mechanical properties. Comprehensive experiments reveal the mechanisms and optimal parameters for conductive functionalization. AgNO3 and ascorbic acid (VC) concentrations influence the distribution, reaction rate and aggregation of Ag particles on hydrogel surfaces. Sodium carboxymethylcellulose (CMC) enhances mechanical strength and Ag+ adsorption capacity. Optimal parameters are 1.00 M AgNO3 and 0.08 M VC. An in-situ reduction reaction of silver particles establishes strong interfacial bonding between the silver layer and hydrogel matrix, forming the basis for strain sensing. The hypersensitized sensing mechanism, involving the appearance and recovery of microcracks on the silver layer via the tunneling effect, enables high sensitivity (gauge factor = 36.65). The conductive hydrogels can monitor human physiological signals, tiny strain signals from water droplets (0.01 g) and airflow, with an average response time of 12.7 ms. The developed conductive hydrogels meet the technical requirements for combining high mechanical strength and sensitivity, offering an efficient new approach for conductive hydrogel-based soft strain sensors.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zjx完成签到,获得积分10
刚刚
斯文败类应助思思采纳,获得10
1秒前
1秒前
倒霉兔子完成签到,获得积分0
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
浮游应助幸福大白采纳,获得10
4秒前
vungocbinh应助幸福大白采纳,获得10
5秒前
田様应助幸福大白采纳,获得10
5秒前
Lucas应助幸福大白采纳,获得10
5秒前
鸣笛应助幸福大白采纳,获得10
5秒前
霖珞完成签到,获得积分20
5秒前
桐桐应助幸福大白采纳,获得10
5秒前
星素加油发布了新的文献求助10
5秒前
顾矜应助幸福大白采纳,获得10
5秒前
无花果应助幸福大白采纳,获得10
5秒前
香蕉觅云应助Nimnse采纳,获得10
5秒前
7秒前
7秒前
LKOBES发布了新的文献求助20
7秒前
9秒前
9秒前
霖珞发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
椿人发布了新的文献求助10
10秒前
轩逸双子完成签到,获得积分10
10秒前
GYPP发布了新的文献求助100
10秒前
TEO应助认真的梦柏采纳,获得50
11秒前
hd发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
在水一方应助科研小白采纳,获得10
14秒前
甜甜芾发布了新的文献求助30
14秒前
14秒前
keke完成签到,获得积分10
14秒前
zy发布了新的文献求助10
15秒前
xiaoyan完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
计划经济时代的工厂管理与工人状况(1949-1966)——以郑州市国营工厂为例 500
Sociologies et cosmopolitisme méthodologique 400
Why America Can't Retrench (And How it Might) 400
Another look at Archaeopteryx as the oldest bird 390
Partial Least Squares Structural Equation Modeling (PLS-SEM) using SmartPLS 3.0 300
Two New β-Class Milbemycins from Streptomyces bingchenggensis: Fermentation, Isolation, Structure Elucidation and Biological Properties 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4637732
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4031602
关于积分的说明 12473470
捐赠科研通 3718517
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2052202
邀请新用户注册赠送积分活动 1083537
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 965413