可拉伸热电水凝胶

自供电电子皮肤

一种通过一锅法简易制备的高拉伸、离子导电、热电水凝胶，兼具抗冻与保湿性能，可作为自供电电子皮肤用于签名识别和生物认证。

Li, Ning · Wang, Zhaosu · Yang, Xinru · 张志毅 · Wengdong, Zhang · 桑胜波 · Zhang, Hulin

Advanced Functional Materials 2024

参数信息

拉伸性

534.5 %

离子电导率

4.54 S m⁻¹

热电系数

1.82 mV K⁻¹

低温离子电导率

3.86 S m⁻¹

签名识别准确率

92.97 %

技术优势

一锅法简易制备

制备工艺简单，无需复杂步骤或多步合成，便于批量生产。

高拉伸且信号不失真

534.5%的拉伸性使其能适应皮肤形变，同时保持信号稳定，克服了传统电子皮肤在拉伸下信号失真的问题。

抗冻且不干

由于形成 Li⁺(H₂O)n 水合结构，水凝胶在−20°C下仍保持柔性和导电性（3.86 S m⁻¹），且10天内热电性能无明显退化。

自供电识别签名

作为自供电电子皮肤，无需外部电源即可采集信号，结合深度学习实现92.97%的签名识别准确率。

应用场景

• 可穿戴电子皮肤：自供电获取人体热能，无需外部电源，适合贴身监测。
• 生物认证：结合深度学习识别签名，实现高精度身份验证。
• 人机交互界面：作为可拉伸自供电传感器，实现皮肤与设备之间的信号交互。
• 自供电传感器：利用热电效应将温度梯度转换为电信号，实现自供电传感。