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  柔性電子材料是柔性電子器件小型化、便攜化、智能化發(fā)展的基礎(chǔ)，在顯示、可穿戴設(shè)備、軟體機(jī)器人和人機(jī)對(duì)接設(shè)備等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。發(fā)展具有柔韌性，甚至可折疊或可拉伸的電子材料是值得研究的課題。導(dǎo)電高分子凝膠材料兼具柔性和導(dǎo)電性的特點(diǎn)，是柔性電子材料研究的重要方向之一。目前普遍研究的本征型導(dǎo)電高分子凝膠材料，如聚苯胺（PANI）凝膠、聚吡咯（PPy）凝膠、聚噻吩（PTh）凝膠，可以實(shí)現(xiàn)較高的電導(dǎo)率（0.11 S/cm）。但是，由于本征型導(dǎo)電高分子特殊的剛性共軛結(jié)構(gòu)，使得材料的柔韌性受限。

  針對(duì)上述問題，西安工業(yè)大學(xué)周宏偉教授研究小組和陜西科技大學(xué)劉漢斌副教授課題組提出拓?fù)涔步宦?lián)雙重協(xié)同網(wǎng)絡(luò)構(gòu)筑策略，發(fā)展了一種同時(shí)具有可拉伸性、溫敏性和導(dǎo)電性的多功能凝膠材料，可進(jìn)一步用于應(yīng)變傳感、人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)（如關(guān)節(jié)彎曲、吞咽、心跳）以及溫度警報(bào)體系。該凝膠材料第一重網(wǎng)絡(luò)由聚（N-異丙基丙烯酰胺）（PNIPAAm）溫敏高分子組成，交聯(lián)劑為含有可聚合雙鍵的兩親性嵌段共聚物Pluronic F127。第二重網(wǎng)絡(luò)由聚苯胺（PANI）導(dǎo)電高分子組成，植酸為摻雜劑和交聯(lián)劑。兩重網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)一步通過分子鏈機(jī)械互鎖結(jié)合，形成“剛?cè)岵?jì)”的結(jié)構(gòu)。該凝膠材料具有良好的溫敏性、導(dǎo)電性、可拉伸性（290%）及較高的拉伸強(qiáng)度（42 kPa）。利用該凝膠構(gòu)筑的應(yīng)變傳感器表現(xiàn)出高靈敏度（GF=3.9）、較低的響應(yīng)時(shí)間（400 ms）和良好的抗疲勞性能。通過將凝膠接入電路，可以構(gòu)筑有效且可逆的溫度警報(bào)體系，實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)。這項(xiàng)工作為多功能凝膠材料的構(gòu)筑及應(yīng)用提供了新的思路。

  上述研究結(jié)果已以“Dually Synergetic Network Hydrogels with Integrated Mechanical Stretchability, Thermal Responsiveness, and Electrical Conductivity for Strain Sensors and Temperature Alertors”為題，在線發(fā)表于《ACS Applied Materials & Interfaces》上。

  該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃、陜西省“留學(xué)人員科技活動(dòng)擇優(yōu)資助項(xiàng)目”、陜西省青年人才托舉計(jì)劃的支持。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b02060