An Enthalpy‐Entropy Compensated Ionogel With a Broadband Viscoelastic Plateau for Non‐Invasive and High‐Fidelity Neurointerfaces

材料科学 消散 宽带 粘弹性 放松(心理学) 生物系统 神经形态工程学 电阻式触摸屏 纳米技术 相(物质) 可穿戴计算机 工作(物理) 高原(数学) 仿生学 能量(信号处理) 电极 解码方法 人工神经网络 计算机科学 分子动力学 弹性能 限制 传感器 电阻抗 统计物理学 电子工程 网络动力学 块(置换群论) 化学物理 声学 能量收集
作者
Liang Zhang,Sen Liu,Zheng Wang,Zhouyue Lei,Peiyi Wu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (16): e21208-e21208 被引量:4
标识
DOI:10.1002/adma.202521208
摘要

ABSTRACT Achieving non‐invasive and high‐fidelity electrophysiological recording, particularly electroencephalography (EEG), on dynamic and irregular human skin remains a central challenge in soft bioelectronics, as materials rarely reconcile liquid‐like adaptability with solid‐like stability. Here, we overcome this limitation by designing a viscoelastic ionogel governed by a dynamic enthalpy‐entropy balance. Salt‐bridge hydrogen bonds form a low‐entropy and high‐interaction network, intrinsically limiting the capacity for entropic energy storage. This network then self‐organizes with a soft phase into a bicontinuous nanostructure. Acting as a mechanical parallel circuit, this architecture introduces a broad molecular relaxation spectrum, providing broadband enthalpic dissipation and realizing broadband enthalpy‐entropy compensation. Consequently, the ionogel exhibits a frequency‐independent viscoelastic plateau (G′≈G′′) spanning over nine orders of magnitude in frequency (10 −4 to 10 5 Hz) and a wide temperature range (−30°C to 40°C). The ionogel reduces skin‐electrode impedance by more than an order of magnitude compared to commercial electrodes and maintains high‐fidelity electrophysiological recordings during 72‐h continuous wear. Integrated with a deep learning framework, it enables high‐precision decoding of EEG signals, achieving 95% accuracy in classifying eight distinct emotional states. This work establishes a generalizable thermodynamic design principle for soft bioelectronic interfaces, offering broad potential for neural diagnostics, emotional monitoring, and wearable neuroprosthetics.
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
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
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
今后应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
十几完成签到,获得积分10
1秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
科研通AI2S应助佩琪小姨采纳,获得10
1秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
不秃吧应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
余俊杰发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Nole应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
传奇3应助kk采纳,获得10
2秒前
MWL完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
领导范儿应助周杰伦采纳,获得10
4秒前
研友_VZG7GZ应助Jennie采纳,获得10
4秒前
张大猛发布了新的文献求助10
4秒前
婷婷完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
无情伟祺完成签到,获得积分10
4秒前
李爱国应助kiki采纳,获得30
4秒前
5秒前
guan发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
Cartes发布了新的文献求助10
5秒前
橘子应助zjy采纳,获得10
6秒前
张阳阳完成签到,获得积分10
6秒前
微笑猎豹应助徐佳达采纳,获得10
6秒前
行走的荷尔蒙应助茂飞采纳,获得50
6秒前
hao发布了新的文献求助30
6秒前
333发布了新的文献求助10
6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
Römisch-Germanische Forschungen 1000
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
Green Fire Retardants for Polymeric Materials 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7615922
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9191265
关于积分的说明 19695445
捐赠科研通 7188483
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3271471
关于科研通互助平台的介绍 2434627
邀请新用户注册赠送积分活动 2266650