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通过霍夫迈斯特效应实现动态原位可调、高度稳健且灵敏的离子导电水凝胶,可用于潜在的传感器阵列
《Nanoscale》:Dynamically in situ tunable, highly robust and sensitive ionically conductive hydrogels enabled by the Hofmeister effect for potential sensor arrays
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年10月02日 来源:Nanoscale 5.1
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基于霍夫迈斯特效应,本研究提出通过离子调控动态可逆调节水凝胶机械与电学性能的策略,方法简单且性能提升显著,为可穿戴设备与传感器阵列开发提供新途径。
对于柔软的电子应用来说,受控的机械性能和适当的电导率通常有助于满足各种应用中对柔性材料的特定要求。本文提出了一种策略,通过利用霍夫迈斯特效应(Hofmeister effect)来广泛且可逆地调节水凝胶的机械和电性能,该效应通过调节离子相互作用来改变聚合物链的聚集状态。通过操控阳离子和阴离子的作用,可以连续且可逆地在较宽范围内调整水凝胶的机械和电参数。需要强调的是,这些离子仅作为性能修饰剂发挥作用,主要促进聚合物链的聚集,而不参与水凝胶的组成或稳定性。水凝胶机械性能(强度、韧性和弹性模量)的动态原位调节是通过简单的循环浸泡和脱泡方法实现的,与初始状态相比,分别提高了36倍、184倍和6.9倍。这一进展有效地解决了长期以来在聚合物水凝胶中平衡硬度、韧性和导电性之间的难题。此外,这种传感器可以作为可穿戴设备和阵列传感器使用。这项工作为开发具有广泛动态原位可调性、高度稳健性和灵敏性的水凝胶提供了一种简单有效的途径。
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