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雙應變-溫度傳感器性能取得進展

發布時間：2023年05月09日

在目前的雙應變-溫度傳感器研究中，一般是將應變/溫度敏感的導電材料，如金納米粒子、氧化石墨烯和碳納米管等引入彈性體或水凝膠來實現的。由于彈性體的伸展性差和導電材料的不透明性限制了其在大應變和可視化設備中的應用。而離子導電水凝膠具有透明度高、柔韌性好的優點，可以實現基于三維網絡離子傳輸的同時，利用其電導率隨應變和溫度的變化而實現應變-溫度雙重傳感，為傳感器的多功能化提供了廣闊應用前景。

近日，省科學院化工所曾煒研究員團隊，通過自由基聚合，在LiCl和甘油的存在下，制備了具有良好應變和溫度敏感性的可拉伸離子導電性水凝膠。LiCl的強離子水化作用和水分子、甘油形成強氫鍵協同作用從而抑制了冰晶的生成，使水凝膠具有優異的抗凍能力，能在-30 ℃~ 80 ℃的較寬溫度范圍內檢測溫度的變化。該水凝膠在36.5~40 ℃范圍內的溫度靈敏度為5.51 %/℃，檢測限為0.2 ℃，并具有良好的升溫-降溫循環穩定性。此外，水凝膠傳感器在2000%的寬應變范圍內具有良好的線性，可以達到17.3的高靈敏度，并具有低至1%的檢測下限。利用該方法制備的應變-溫度雙重刺激響應水凝膠，在人體運動監測、發熱檢測等可穿戴設備中具有很大的應用潛力。