Ultrasensitive, Stretchable, and Fast-Response Temperature Sensors Based on Hydrogel Films for Wearable Applications

材料科学 电容 响应时间 光电子学 自愈水凝胶 纳米技术 电子皮肤 柔性电子器件 灵敏度(控制系统) 导电体 薄膜 复合材料 计算机科学 电子工程 高分子化学 化学 计算机图形学(图像) 物理化学 电极 工程类
作者
Zixuan Wu,Haojun Ding,Kai Tao,Yaoming Wei,Xuchun Gui,Wenxiong Shi,Xi Xie,Jin Wu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (18): 21854-21864 被引量:178
标识
DOI:10.1021/acsami.1c05291
摘要

Conductive hydrogels can be used in wearable electronics integrated with skin, but the bulk structure of existing hydrogel-based temperature sensors limits the wearing comfort, response/recovery speeds, and sensitivity. Here, stretchable and transparent temperature sensors based on a novel thin-film sandwich structure (TFSS) are designed, which display unprecedented thermal sensitivity (24.54%/°C), fast response time (0.19 s) and recovery time (0.08 s), a broad detection range (from -28 to 95.3 °C), high resolution (0.8 °C), and high stability. The thin hydrogel layer (12.15 μm) is encapsulated by two thin elastomer layers, which prevent the water evaporation and enhance the heat transfer, leading to the boosted stability and accelerated response/recovery speeds. The nondrying and antifreezing capabilities are further promoted by the hydratable lithium bromide (LiBr) incorporated in the hydrogel, enabling it to avoid dehydration in an extremely arid environment and freeze below subzero temperatures (freezing point below -120 °C). A comparative study reveals that the thermal sensitivity displayed by the TFSS sensor in capacitance mode is several times higher than that in conventional conductance/resistance mode above room temperature. Importantly, a new mechanism based on a horizontal plate capacitance model is proposed to understand the high sensitivity by considering the permittivity and geometry variations of TFSS. The thin TFSS, stretchability and transparency enable the sensor to be conformally and comfortably attached to human skin for real-time and reliable monitoring of various human motions, physical states, skin temperature, etc., without affecting the appearance.
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
fsznc完成签到 ,获得积分0
2秒前
明亮飞双完成签到,获得积分10
3秒前
月宸完成签到,获得积分10
4秒前
Komorebi完成签到 ,获得积分10
4秒前
燕子完成签到,获得积分10
6秒前
lulu完成签到 ,获得积分10
7秒前
ze完成签到,获得积分10
8秒前
限量版小祸害完成签到 ,获得积分10
8秒前
晃悠悠的可乐完成签到 ,获得积分10
9秒前
Jasper应助愉快的烤鸡采纳,获得10
12秒前
学医的小陈完成签到,获得积分10
13秒前
上官若男应助LYB采纳,获得10
14秒前
lx完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
Joie完成签到,获得积分10
16秒前
Harlotte完成签到 ,获得积分0
16秒前
Apricot完成签到,获得积分10
17秒前
活佛济公完成签到 ,获得积分10
17秒前
泡泡糖发布了新的文献求助10
18秒前
Driscoll完成签到 ,获得积分10
18秒前
FF发布了新的文献求助10
20秒前
先字母完成签到,获得积分10
21秒前
mlzmlz完成签到,获得积分0
21秒前
我本人lrx完成签到 ,获得积分10
23秒前
JNL完成签到,获得积分10
23秒前
无花果应助naiz采纳,获得40
23秒前
尊贵的梅赛德斯奔驰车主完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
泡泡糖完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
真的在学吗完成签到,获得积分10
30秒前
一一发布了新的文献求助20
31秒前
大气寻真完成签到 ,获得积分10
32秒前
阿拉发布了新的文献求助10
32秒前
丁丁当当应助flowercat采纳,获得30
32秒前
凡事发生必有利于我完成签到 ,获得积分10
33秒前
34秒前
36秒前
啊啾啾完成签到 ,获得积分10
37秒前
思源应助东asdfghjkl采纳,获得30
39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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Periodic Report Summary 2 - AFTER (A Framework for electrical power sysTems vulnerability identification, dEfense and Restoration) 500
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 7318719
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8934436
关于积分的说明 18938836
捐赠科研通 6977468
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214255
关于科研通互助平台的介绍 2382228
邀请新用户注册赠送积分活动 2193246