Bioinspired Interfacial Engineering of Dual‐Nanocomposite Hydrogel for High‐Performance Strain Sensing With Exceptional Stretchability and Toughness

材料科学 标度系数 韧性 导电体 碳纳米管 MXenes公司 纳米技术 电导率 聚合物 拉伤 复合材料 联轴节(管道) 应变计 电阻率和电导率 色散(光学) 压阻效应 可穿戴计算机 应变工程 智能材料 自愈 导电聚合物 压电 炭黑 石墨烯 粘附
作者
Lepeng Zhou,Zixiang Zhou,W K Yu,Ming Bai,Zhongjie Ren,Li Zhang,Bin Xue,Wenxu Sun,Y Cao
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (51) 被引量:3
标识
DOI:10.1002/adfm.76135
摘要

ABSTRACT Hydrogel‐based strain sensors are promising for wearable and bio‐integrated electronics, yet their performance is often constrained by the trade‐off between electrical conductivity, mechanical robustness, and long‐term stability. MXenes offer high conductivity but commonly suffer from mechanical fragility, oxidative degradation, and aggregation in hydrogels. Here, we report a bioinspired dual‐nanocomposite hydrogel (DCM) that leverages catechol chemistry inspired by mussel foot proteins, in which dopamine‐functionalized carbon nanotubes (DCNTs) serve as active interfacial bridges to couple MXene nanosheets. Distinct from conventional designs based on physical mixing, this strategy enables direct and robust interfacial coupling between nanofillers. Catechol‐mediated interfacial interactions enhance MXene dispersion and suppress oxidation, leading to the formation of DCNT‐MXene nanocomplexes that establish percolating conductive networks within a loosely crosslinked polymer matrix. The DCM hydrogel exhibits high conductivity (≈0.37 S m −1 ), ultrahigh stretchability (up to 1400% strain), and exceptional toughness (14.35 MJ m −3 ). As a strain sensor, it delivers a high gauge factor (GF) of up to 20.15 and reliably detects both subtle physiological signals and large‐scale body motions. Integration with machine‐learning algorithms further enables accurate speech recognition. This work establishes a general bioinspired interfacial design strategy for multifunctional hydrogel 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
hym完成签到 ,获得积分10
刚刚
clausius完成签到,获得积分10
刚刚
可爱的小福宝完成签到,获得积分10
1秒前
meta完成签到,获得积分10
1秒前
csy完成签到,获得积分10
1秒前
Lex_ray完成签到 ,获得积分10
3秒前
guyuming发布了新的文献求助10
3秒前
北極喵兒发布了新的文献求助10
4秒前
彦凝毓完成签到,获得积分10
4秒前
奋斗诗云完成签到 ,获得积分10
5秒前
YY完成签到,获得积分10
5秒前
123完成签到,获得积分0
5秒前
wj完成签到,获得积分10
6秒前
kk完成签到,获得积分10
6秒前
欣喜大白菜真实的钥匙完成签到,获得积分10
9秒前
啊萌完成签到,获得积分10
9秒前
不要预印本_请注意完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI6.4的应助被guyuming采纳,获得10
10秒前
集118完成签到 ,获得积分10
10秒前
王子语完成签到,获得积分10
12秒前
医路无悔完成签到 ,获得积分10
12秒前
朱先生完成签到 ,获得积分0
13秒前
斯派洛船长完成签到,获得积分10
13秒前
哭泣尔安完成签到 ,获得积分10
14秒前
大模型的应助被thchiang采纳,获得10
15秒前
毛啊毛完成签到,获得积分10
15秒前
muzi完成签到,获得积分20
15秒前
SuYuo完成签到,获得积分10
17秒前
小鹿完成签到,获得积分10
19秒前
池东漾完成签到 ,获得积分10
19秒前
haihuhu完成签到 ,获得积分10
19秒前
乐观的紫翠完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
shlw完成签到,获得积分10
21秒前
PetiteNicolase完成签到 ,获得积分10
21秒前
Iris完成签到,获得积分10
21秒前
yiming完成签到,获得积分10
21秒前
冷冷完成签到 ,获得积分0
22秒前
合适抽屉完成签到 ,获得积分10
23秒前
Bonlin完成签到,获得积分10
24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
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
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
Les Mots du discours 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 8123197
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9527121
关于积分的说明 21564418
捐赠科研通 7702732
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3415858
关于科研通互助平台的介绍 2541707
邀请新用户注册赠送积分活动 2456412