自供电水凝胶传感器及其应用

摘要

自供电水凝胶传感器融合水凝胶材料特性与能量捕获技术，解决传统传感器舒适性和生物相容性差，以及依赖外部电源导致的体积笨重和续航不足等瓶颈问题。水凝胶凭借其高含水量、可调机械性能、自粘性及导电性，可与异质表面无缝贴合，灵敏精准捕获传感信号。自供电机制可将机械形变、热能、光能或生化能等转化为电能，实现了无源供能和器件的轻量化设计。因此，兼具舒适性、灵敏性及能量自给的自供电水凝胶传感器在健康监测、动态交互、环境感知等领域有重大应用潜力。本文系统总结聚合物水凝胶材料的分类、性质和自供电机理，介绍自供电水凝胶传感器的应用前沿，为未来器件设计和跨领域应用提供参考。

关键词

水凝胶 / 自供电 / 传感器 / 健康医疗 / 动态交互 / 环境监测