柔性傳感器在可穿戴醫(yī)療設(shè)備、軟機(jī)器人等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊應(yīng)用前景，但傳統(tǒng)凝膠基傳感器因溶劑揮發(fā)、凍結(jié)和泄露等問題，容易導(dǎo)致離子界面變化，影響信號輸出的準(zhǔn)確性。同時(shí)，環(huán)境振動(dòng)的干擾也會(huì)導(dǎo)致傳感器的輸出信號產(chǎn)生不規(guī)則的噪聲，進(jìn)一步降低傳感器的性能。為解決這些挑戰(zhàn)，蘭州大學(xué)呂少瑜教授課題組創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一種阻尼超分子彈性體，通過微相分離誘導(dǎo)分子間相互作用增強(qiáng)，結(jié)合聚合物鏈的內(nèi)部摩擦機(jī)制，有效耗散能量來消除環(huán)境振動(dòng)的干擾，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的低溫傳感。
圖1. 阻尼超分子彈性體的設(shè)計(jì)和穩(wěn)定傳感機(jī)理示意圖
該彈性體由無溶劑離子鏈段（丙烯酸/氯化膽堿，AA/ChCl）和中性鏈段（2,2,3,4,4,4-六氟丙烯酸丁酯，HFBA）共聚而成。無溶劑離子鏈段不僅能夠高效傳輸電荷，還可防止低溫下的凍結(jié)和離子泄漏，而HFBA鏈段通過聚合物鏈的內(nèi)部摩擦機(jī)制，有效抑制了環(huán)境振動(dòng)對信號傳輸?shù)母蓴_。同時(shí)，通過引入HFBA誘導(dǎo)彈性體形成微相分離結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了聚合物分子間的相互作用，實(shí)現(xiàn)了能量的高效耗散，從而顯著提升了信號的穩(wěn)定性。此外，動(dòng)態(tài)分子間相互作用賦予了彈性體在低溫條件下優(yōu)異的拉伸性能、粘附性、自愈性和離子導(dǎo)電性，為低溫傳感提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
圖2. 基于超分子彈性體的無線溫度傳感系統(tǒng)，在低溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確、穩(wěn)定、靈敏的實(shí)時(shí)溫度檢測
原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202424996
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