小应变灵敏的半互穿低共熔凝胶的制备及在柔性应变传感器中的应用

摘要

将聚乙二醇200（PEG200）作为氢键供体与氯化胆碱（ChCl）氢键受体制备新型低共熔溶剂（CPDES）,与丙烯酸（AA）混合后，通过一步原位光聚合法制备半互穿型低共熔凝胶。通过傅里叶红外光谱（FTIR）、紫外可见光谱、扫描电镜（SEM）图片、差示扫描量热（DSC）、应力应变曲线、电化学阻抗和电阻变化率对CPDES及低共熔凝胶的各项性能进行表征。结果表明，基于该半互穿型低共熔凝胶制备的电阻式柔性应变传感器具有小应变高度灵敏性（0～100%,灵敏度G_F=3.4）,能对不同应变和拉伸速度快速稳定地响应；既可检测手指膝盖等关节较大应变弯曲，也可识别喉咙处的细小变化。该低共熔凝胶具有高度可拉伸性（断裂伸长率1 688%）、强自黏附性（对锌的黏附强度为158 MPa）、高透明度（透光率90%）以及良好的循环使用性等，有望用于医疗保健或运动领域的可穿戴柔性设备。

关键词

半互穿低共熔凝胶 / 小应变灵敏 / PEG200 / 柔性应变传感器 / 自黏附