近日，南华大学化学化工学院“低维纳米材料光电技术实验室”团队研究报告了一种氧化石墨烯增强纳米复合材料（NC）水凝胶，该水凝胶具有宽应变范围、高灵敏度、优异的机械鲁棒性、可调节的粘接性能和快速自修复性能。相关研究成果以“基于坚韧导电凝胶的可穿戴传感器用于实时和远程人体运动监测”为题，在高水平SCI期刊《ACS 应用材料与界面》上发表研究论文。
导电水凝胶在可穿戴传感器中的应用最近得到了深入研究。然而，基于水凝胶的传感器不能同时具有出色的机械性能、高灵敏度、舒适的耐磨性和快速的自愈性能，导致耐久性和可重复使用性较差。对此，“低维纳米材料光电技术实验室”团队研究报告了一种氧化石墨烯增强纳米复合材料（NC）水凝胶（表示为NC6-GO1.0），该水凝胶具有宽应变范围和高灵敏度、优异的机械鲁棒性、可调节的粘附性能和快速的自愈性能，适用于柔性可穿戴传感器。粘土纳米片在NC水凝胶中起到物理交联剂的作用，由于聚合物链和粘土纳米片之间形成的可逆氢键，确保了其优异的韧性和自愈性能。同时，掺入的氧化石墨烯（GO）纳米片赋予NC水凝胶光热转换能力，有利于其在近红外（NIR）光照射下舒适地与人体皮肤分离。此外，通过溶剂置换策略将氯化锂引入水凝胶基质中，以增强NC水凝胶（表示为NC6-GO1.0-LiCl0.5）的电导率和抗冻性。因此，所获得的基于导电水凝胶的多功能可穿戴传感器成功地用于在零下（-54 °C）或室温下对各种人体活动进行实时和远程检测，包括大动作（手指、肘部或腿部弯曲）和微小动作（微笑、皱眉和发音），表明在人体运动监测、疾病诊断、信息加密和防伪方面的潜在应用。
南华大学在读硕士生杨燕为第一作者，南华大学张也教授、姚陈博士为该研究论文的共同通讯作者，南华大学化学化工学院为第一单位。该研究得到了南华大学科研启动经费、国家自然科学基金、湖南省自然科学基金等项目支持。（杨燕）
