石墨烯/水凝胶多模态传感器

自愈合稳定性佳

通过离子-电子协同传导，实现了兼具高灵敏、自愈合、宽传感范围与低界面阻抗的多模态传感。

Wenjing, Guo · Chang-Sheng, Wu · Fuqin, Wu · Pengmin, Liu · 80262390 · 80262391 · 曹笃霞 · 关瑞芳 · 赵松方 · 李延 · Ahn, Jong Hyun

Small 2026

具体参数

皮肤界面阻抗

{'zh': '28.70', 'en': '28.70'} kΩ

自愈合效率

{'zh': '95.24', 'en': '95.24'} %

传感范围

{'zh': '500', 'en': '500'} %

循环耐久性

{'zh': '1000', 'en': '1000'} cycles

技术优势

低界面阻抗

石墨烯的高电子迁移率与水凝胶的离子传导协同作用，增强电容耦合，使皮肤界面阻抗在100 Hz时低至28.70 kΩ，利于长期稳定采集信号。

高自愈合效率

水凝胶中的多重动态相互作用赋予复合材料自愈合能力，自愈合效率高达95.24%，损伤后可恢复性能。

宽传感范围

水凝胶的应力松弛特性缓解应变损伤，复合材料可承受约500%的应变，适合大幅度形变检测。

耐久性佳

在150%应变下可循环约1000次，界面处褶皱结构与动态相互作用保证了长期稳定的电学性能。

应用场景

• 可穿戴健康监测：低界面阻抗和自愈合特性适合长期贴身监测生理信号。
• 电子皮肤：宽应变范围和稳定性赋予电子皮肤模仿真实皮肤的力学与自愈功能。
• 生理信号检测：可检测微弱生理信号，如膀胱活动，验证了其在生理监测中的可行性。
• 植入式传感器：生物相容性和自愈合能力支持植入体内长期监测组织活动。