CMC/MXene双网络水凝胶

高灵敏宽域应变传感

同时实现高拉伸、高灵敏度和强粘附性的纤维素基导电水凝胶，解决了柔性传感器中灵敏度与拉伸范围难以兼顾的问题。

Hongyan, Yin · Liu, Fangfei · Abdiryim, Tursun · Jiaying, Chen · Liu, Xiong

Carbohydrate Polymers 2024

具体参数

断裂伸长率

{'zh': '1127', 'en': '1127'} %

电导率

{'zh': '1.09', 'en': '1.09'} S m⁻¹

粘附强度

{'zh': '82.19', 'en': '82.19'} kPa

应变灵敏度系数

{'zh': '40.36', 'en': '40.36'}

响应时间

{'zh': '300', 'en': '300'} ms

恢复时间

{'zh': '200', 'en': '200'} ms

超级电容器循环稳定性

{'zh': '15000', 'en': '15000'} cycles

技术优势

宽范围高灵敏度

该水凝胶可在0–1000%的超宽应变范围内工作，在900–1000%应变下灵敏度系数高达40.36。

粘附力强

粘附强度达82.19 kPa，可直接贴附于皮肤或多种基材上，无需额外胶粘剂。

双模态感知

同时实现应变和温度传感，温度灵敏度TCR为2.5755 °C⁻¹（35–60 °C），响应时间快至200–300 ms。

可加工性强

可制成分立传感器、压力分布阵列及触摸键盘，并集成超级电容器，实现自供电系统。

应用场景

• 电子皮肤：高拉伸、高灵敏且自粘附，可贴附皮肤检测微弱变形。
• 可穿戴应变传感器：宽应变范围内高灵敏度，可准确监测人体运动。
• 柔性超级电容器：水凝胶可直接用作电解质和电极基底，实现柔性储能。
• 柔性压力传感阵列：可制备分布式阵列，检测压力大小和分布。