Double Network Ionic Conductive Hydrogel With Polyaniline Waterproof Shell for Stable and High‐Performance Wearable and Underwater Sensors

材料科学 聚苯胺 自愈水凝胶 导电体 纳米技术 电解质 电导率 离子电导率 化学工程 复合材料 聚乙烯醇 导电聚合物 离子键合 聚合物 盐(化学) 离子 电阻率和电导率 聚吡咯 蒸发 极限抗拉强度 水下 壳体(结构) 纳米尺度 海水淡化 降水 水分
作者
Yinping Liu,Ting Zhang,Lulu Wang,Chao Guo,Fangang Qu,Hanlin Xu,Zhi Liu,Lin Guo,Yingchun Niu,Quan Xu,Yang Zhou
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:21 (51): e10404-e10404 被引量:6
标识
DOI:10.1002/smll.202510404
摘要

Abstract Ionic conductive hydrogels have broad application prospects in the field of stretchable and flexible electronic products. Among them, salt ion conductive hydrogel has the advantages of high conductivity, simple preparation and low cost, but salt ions are easy to diffuse into the water environment through concentration gradient, and the evaporation of water will lead to salting out. A core‐shell strategy is designed, in which the hydrophobic conductive network of polyaniline (PANI) is in situ constructed as a waterproof shell outside the freezing cross‐linking and salting out polyvinyl alcohol (PVA) ionic conductive hydrogel (PVA‐salt‐PANI). This shell effectively locks in water and ions inside, suppressing salt precipitation and ion loss. The obtained PVA‐salt‐PANI hydrogel has excellent electrical conductivity (5.31 S m −1 ), good viscoelasticity, temperature resistance, frost resistance (−40°C unfrozen) and self‐regeneration ability. Due to the synergistic effect between the dual network polymer chains, it has excellent fracture strain (1784.01%) and tensile strength (10.17 MPa). The environmental stability and versatility of PVA‐salt‐PANI hydrogel enable it to be used as a human motion sensor, and its waterproof property can reliably sense even in underwater environments. This work provides a novel design strategy for multifunctional sensors that operate reliably under harsh conditions.
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