用于传感应用的高强度共晶凝胶@聚乙烯醇（Poly(vinyl alcohol)）核壳螺旋纤维的微流控制备

《ACS Applied Polymer Materials》：Microfluidic Fabrication of High-Strength Eutectogel@Poly(vinyl alcohol) Core–Shell Helical Fibers toward Sensing Applications

通过 coaxial 微流控纺丝技术制备核壳结构螺旋离子凝胶纤维，其PVA壳提供高强度，离子凝胶核通过金属盐与乳粉的深共晶溶剂原位聚合形成，兼具优异柔韧性（2352%延伸）、机械性能（6.1 MPa）和传感功能，适用于智能穿戴设备的人体运动监测。

　　

功能性螺旋离子凝胶纤维由于其独特的螺旋结构，在传感和智能可穿戴设备中显示出巨大的潜力。然而，传统的螺旋离子凝胶纤维目前面临一些挑战，包括制备过程复杂、对螺旋形态的控制不足以及机械性能不佳，这些因素严重限制了它们的实际应用。本文介绍了一种通过同轴微流控纺丝技术方便制备的核心-壳层螺旋离子凝胶纤维的方法。纤维的壳层由聚乙烯醇（PVA）构成，在纺丝过程中通过溶剂交换快速固化。纤维的离子凝胶核心则是通过可聚合的深共晶溶剂、奶粉以及金属盐（Li⁺、Tb³⁺或Eu³⁺）的原位聚合形成的。制备得到的核心-壳层螺旋离子凝胶纤维具有显著的柔韧性、机械强度（6.1 MPa）和延展性（2352%），这得益于PVA壳层的高强度与离子凝胶核心之间的多种物理相互作用（包括氢键和金属配位）。值得注意的是，含有Eu³⁺的离子凝胶纤维具有独特的红色荧光、离子导电性和溶剂响应特性。更重要的是，该纤维的应变传感性能使其能够用于可穿戴传感器中，以监测人体运动信号。本研究探索了一种可行的方法，用于制造高强度、可拉伸且功能性的螺旋离子凝胶纤维，适用于柔性可穿戴设备。