冷冻限域聚合构建PHEMA/MMT/PVA复合水凝胶及力敏传感性能研究

　　

基于高强韧材料基传感器的发展需求，构建特殊的导电路径以提高材料的灵敏度被认为具有很大的研究价值。通过冷冻铸造辅助聚合诱导相分离的新策略，得到了具有聚甲基丙烯酸羟乙酯（PHEMA）纳米球镶嵌的蒙脱土（MMT）/聚乙烯醇（PVA）双重取向结构的复合水凝胶。制备的水凝胶具有高机械强度（1.9 MPa）和高断裂韧性（2.3 MJ m^-3），同时也拥有良好的耐压缩循环性能（> 100圈）。构建出的球镶嵌片层结构能够有效调控形变条件下水凝胶材料的离子导电路径，在应变过程中表现出优异的灵敏度（40%应变以下，GF为1.7；40% ~ 100%之间，GF为2.28），超快的响应速度（120 ms），极短的弛豫时间（120 ms）和极低的检测极限（1%），并且能够监测细微变化，如吞咽、书写等，有望用于对人体生理信号和关节运动的全面监测。

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