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70号展品-肌肉仿生水凝胶
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一、参赛作品概述

展品名称:肌肉仿生水凝胶

材料类别:水凝胶柔性电子器件

创作者名称:葛刚

所属学校:南京工业大学

参赛论文:Muscle-Inspired Self-Healing Hydrogels for Strain and Temperature Sensor

二、展品简介

1、展品简介/创新点: 通过模仿人体肌肉力学性能坚韧、温度传感、抗蒸发等特性,在聚合物第一交联网 络中原位合成聚苯胺纳米纤维,提高水凝胶的力学强度和自愈合特性,并赋予优异的温敏特性;同时,甘油降低前驱体的蒸气压,有助于开发多功能水凝胶柔性电子器件。

2、性质:肌肉仿生;自愈合;抗冻;抗蒸发;温敏性能

3、展品应用领域:柔性电子器件

4、展品参数:

 

中文名

肌肉仿生水凝胶用于应变和温度柔性传感器

英文名

Muscle-Inspired Self-Healing Hydrogels for Strain and Temperature Sensor

简称

PPBN水凝胶

   

展品性状

软而弹;可拉伸导电水凝胶

拉伸率

991%

自愈合效率

90.8%

温敏特性

TCR = - 0.0164 °C-1

 

 

三、科研笔记

科研笔记

人体肌肉由肌外膜、肌束、肌肉纤维组成,这种高度取向的结构具有力学上的各向异性,可以通过力传导机制抵制外力引起的破坏。肌肉间的结缔组织具有支撑和收缩的作用,确保拉力可以通过肌内膜结缔组织传递并耗散,从而调节应力分布。同时,人体皮肤同时具有机械和温敏感受器,可以感知不同的外界刺激并作出相应反馈。人体皮肤具有角质层,可以在很大程度上减缓水分蒸发,而这种高保水特性对于保持皮肤弹性、真皮层修复具有重要作用。人体肌肉和皮肤也可看作水凝胶,其结缔组织可以确保柔而韧的力学性能;而内部的水分和离子可自由移动,确保高导电率。

在此基础上,我们在聚合物第一交联网络中原位合成聚苯胺纳米纤维,制备了人体肌肉仿生的水凝胶柔性电子器件。该双网络水凝胶具有高可拉伸、自愈合、抗冻、抗蒸发、温敏等特性,可在常温和冰冻条件下快速自愈合,在常温和高温条件下具有高保水率;同时,热敏性聚苯胺纳米纤维的加入,赋予优异的水凝胶温敏性能,这极大地拓展了水凝胶柔性电子器件的应用场景。

本工作于2019年底发表在国际知名期刊ACS Nano上,迄今已被引用121次(google scholar)。本人硕博期间共发表10篇(含1篇刚接收)文章,以第一作者身份在ACS Nano2篇)Advanced Functional Materials2篇)等国际知名期刊发表7篇文章,其中高被引文章4热点文章1

 

 

 

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