自修复水凝胶传感器

超疏水抗极端环境

该传感器通过机械互锁的超疏水织物层和自修复水凝胶网络，在剧烈变形和强腐蚀环境中保持稳定传感。

Yibo, Liang · Haoyang, Song · Guangying, Zhang · Lu, Guo · Xinyu, Han · Xiaoyu, Zhang · Long, Cai · Liu, Changsheng · Qing, Yongquan

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

自修复效率

{'zh': '98', 'en': '98'} %

水接触角

{'zh': '150.3', 'en': '150.3'} °

滑动角

{'zh': '9.4', 'en': '9.4'} °

传感线性度

{'zh': '99.6', 'en': '99.6'} %

响应时间

{'zh': '70', 'en': '70'} ms

耐pH范围

{'zh': '1–13', 'en': '1–13'}

技术优势

划伤能自愈

水凝胶中含多巴胺微胶囊，通过动态可逆键在25℃下12 h内自修复效率>98%。

超疏水不失效

拓扑纠缠的超疏水织物与凝胶自修复同步恢复，800次变形循环或pH 1–13暴露后接触角仍>150.3°、滑动角<9.4°。

极端环境可监测

在水柱冲击、反复应变和腐蚀介质中信号输出稳定，响应时间约70 ms。

无需维护

自修复与织物重新附着解耦，推动耐用、免维护的可穿戴设备。

应用场景

• 电子皮肤：受损后自修复，保持触觉传感性能，减少更换。
• 可穿戴健康监测：在汗液、洗涤等潮湿条件下稳定监测生理信号。
• 机器人触觉传感器：机器人在腐蚀或水环境中可持久感知交互力。
• 柔性应变传感：超疏水层保护下反复变形仍输出稳定电信号。
• 极端环境防护：耐酸碱和机械损伤，可穿戴设备无需额外封装。