Self-healing hydrogel with multiple dynamic interactions for multifunctional epidermal sensor

丙烯酸 部分 材料科学 自愈水凝胶 分子间力 氢键 石墨烯 自愈 化学工程 聚合物 高分子化学 纳米技术 复合材料 化学 分子 单体 有机化学 工程类 病理 医学 替代医学
作者
Xuan Huang,Gang Ge,Mingdong She,Qianli Ma,Yao Lü,Wen Zhao,Qian Shen,Qian Wang,Jinjun Shao
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier BV]
卷期号:598: 153803-153803 被引量:36
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2022.153803
摘要

With the fast development of flexible sensors, various materials are used to construct sensors. However, it is still a challenge to prepare a hydrogel sensor with the integrated functions of good mechanical and sensing performance, and excellent adhesion and self-healing properties. Herein, an all-in-one hydrogel sensor TG2P3 was constructed through the rational design of intermolecular interactions containing tannic acid (TA), graphene oxide (GO), glycerol, poly(allylamine hydrochloride) (PAH), poly(acrylic acid) (PAA), and Poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM). The electrostatic interactions between the polymer chains of PAH and PAA, multiple hydrogen bonds, π-π interactions between GO and TA, and cation-π interactions between PAH and the aromatic benzene rings, all significantly contributed to the tremendous mechanical strain (1420%) of the hydrogel. Meanwhile, TG2P3 hydrogel showed an impressive self-healing efficiency of 87%, owing to the feature of multiple dynamic interactions. The addition of glycerol endowed TG2P3 hydrogel with outstanding anti-freezing and anti-drying properties, allowing the retainment of a desirable self-healing efficiency of 25.7% even at −20 ℃, as well as a high water-retention rate at room temperature (97.9%) and at 60 ℃ (95.8%). Notably, a remarkable stretchability of 572% could be observed even after 7 days of storage. Furthermore, the TG2P3 hydrogel sensor exhibited an expressive gauge factor (GF = 1.3) within a wide strain range (300%), owing to the synergistic effect of high mechanical and electrochemical compliance. By taking advantage of PNIPAM moiety's thermosensitivity, TG2P3 hydrogel could sensitively detect temperature variations. Lastly, TG2P3 hydrogel successfully demonstrated the applications in human motion monitoring sensors, flexible touch keyboards, and fever indicators, showing tremendous potential in the next generation of wearable epidermal electronics.
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
沐啊完成签到 ,获得积分10
刚刚
吉利完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
2秒前
健康的金毛完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
alecps发布了新的文献求助10
2秒前
风吹麦浪的应助被辣辣子采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
Owen的应助被孙嘉畯采纳,获得10
4秒前
4秒前
486完成签到,获得积分10
4秒前
plll发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
Sapphire1636发布了新的文献求助10
5秒前
陈兴建完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
6秒前
王柯完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
xol发布了新的文献求助10
7秒前
多情尔蝶发布了新的文献求助10
7秒前
LZL发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
酷波er的应助被此时此刻采纳,获得10
8秒前
DAY发布了新的文献求助10
8秒前
糖tang发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
香蕉觅云的应助被今晚打老虎采纳,获得10
9秒前
很有用完成签到,获得积分10
10秒前
科目三的应助被阳子采纳,获得10
11秒前
罗擎发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
西米栗完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
YY的应助被chenghaosen采纳,获得30
12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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8141413
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9541274
关于积分的说明 21645122
捐赠科研通 7725429
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421324
关于科研通互助平台的介绍 2546516
邀请新用户注册赠送积分活动 2463521