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  仿皮膚型傳感材料在人體運動監測、醫療健康管理和人機交互等領域具有廣泛的應用潛力。近年來，基于離子型的傳感材料（比如離子導電的水凝膠和離子凝膠），因具有高拉伸性，靈敏度和透明性而備受關注。然而離子導電的水凝膠材料的環境穩定性較差，傳感性能隨所得水凝膠的脫水而降低。

  近期，朱雨田教授課題組選用離子液體（IL）作為導電組分，和熱塑性聚氨酯（TPU）復合，得到具有應變和溫度敏感特性的柔性、透明和抗菌的多功能離子凝膠型傳感器（圖1）。作為應變傳感材料時，離子凝膠材料具有較寬的應變響應范圍（0.1-500%）和快速的響應時間（96 ms）和回復時間（119 ms）；在拉伸應變50%條件下經過1000次加載/卸載循環后，表現出優異的重復性和穩定性（圖2）。作為溫度傳感材料時，離子凝膠的溫度檢測精度低至0.1 oC，溫度檢測范圍在-40-100 oC，具有優異的抗凍性和耐高溫性，并在拉伸狀態下仍能保持優異的溫度敏感行為（圖3）。基于離子凝膠優異的應變和溫度傳感性能，一方面，該傳感材料可用于監測人體微妙運動（例如，臉頰凸起和說話）和大幅度運動（例如，手指和手腕的彎曲）；另一方面，還可以監測各種溫度變化信號（例如，手機充電引起的溫度變化）（圖4）。同時，這種基于離子凝膠的傳感材料具有明顯的抗菌能力和良好的生物相容性。相關論文以“Flexible, Transparent, and Antibacterial Ionogels toward Highly Sensitive Strain and Temperature Sensors”為題，發表在《Chemical Engineering Journal》上。

圖1. 離子凝膠的結構

圖2. 離子凝膠的應變傳感性能分析。

圖3. 離子凝膠的溫度傳感性能分析。

圖4. 離子凝膠的應用

  杭州師范大學聯合培養碩士研究生姜妞為文章第一作者，通訊作者為青年教師常曉華博士和朱雨田教授。該課題得到了浙江省自然科學基金和國家自然科學基金等項目的資助與支持。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130418