西安交大科研人員在可穿戴變色應(yīng)變傳感器研究方面取得新進(jìn)展
西安交大科研人員在可穿戴變色應(yīng)變傳感器研究方面取得新進(jìn)展
西安交通大學(xué)何剛、邵金友、劉子順聯(lián)合華中科技大學(xué)黃永安組成學(xué)科交叉研究團(tuán)隊(duì)，在前期含硫族元素紫精的研究基礎(chǔ)上，將噻吩紫精電致變色材料與離子凝膠相結(jié)合，研制出具有應(yīng)變感應(yīng)性能的變色傳感材料。
隨著“健康中國(guó)”建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，人們對(duì)自身健康狀況的管理需求不斷提升。可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)對(duì)生理信號(hào)進(jìn)行分析判斷，為滿足人們這一需求帶來(lái)契機(jī)。但是，目前大多數(shù)用于可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備的柔性電子器件是將生理信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，需要大量外部?jī)x器設(shè)備收集分析，操作過(guò)程繁瑣?？纱┐髯兩珎鞲衅骺蓪?shí)時(shí)將生理信號(hào)直接轉(zhuǎn)變?yōu)槿庋劭梢姷墓鈱W(xué)信號(hào)，監(jiān)測(cè)方式簡(jiǎn)便易行。然而，目前所報(bào)道的可穿戴變色傳感器往往制備繁瑣，并且成本較高，這極大地限制了它們的實(shí)際應(yīng)用。因此，迫切需要開發(fā)一種新的方法來(lái)制備高性能的可穿戴變色應(yīng)變傳感器件。
鑒于此，西安交通大學(xué)何剛、邵金友、劉子順聯(lián)合華中科技大學(xué)黃永安組成學(xué)科交叉研究團(tuán)隊(duì)，在前期含硫族元素紫精的研究基礎(chǔ)上，將噻吩紫精電致變色材料與離子凝膠相結(jié)合，研制出具有應(yīng)變感應(yīng)性能的變色傳感材料。含噻吩紫精的離子凝膠兼具電致變色、電致熒光變色的特性，同時(shí)聚合物骨架的存在大大提升了電致變色材料的穩(wěn)定性，使得此類材料露置在空氣中數(shù)月甚至兩年之后仍具有良好的力學(xué)性能和電致變色性能（超過(guò)500次的拉伸循環(huán)和電致變色循環(huán)）。更重要的是，該變色凝膠的電導(dǎo)率隨凝膠的拉伸程度明顯變化，導(dǎo)電率的變化進(jìn)而影響了材料電致變色的性能，因而該材料可將拉伸信號(hào)轉(zhuǎn)化為光學(xué)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)變的可視化傳感。這項(xiàng)工作為研制可穿戴變色傳感器件提供了一種簡(jiǎn)便易行的方法，具有巨大的應(yīng)用前景和社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
以上研究以《基于紫精離子液的超穩(wěn)定電致變色、電致熒光變色離子凝膠在可視化應(yīng)變傳感中的應(yīng)用》（“Ultrastable Viologen Ionic Liquids-based Ionogels for Visible Strain Sensor Integrated with Electrochromism, Electrofluorochromism and Strain Sensing”）為題發(fā)表在中國(guó)化學(xué)會(huì)旗艦刊物《中國(guó)化學(xué)會(huì)·化學(xué)》（CCS Chemistry）上。西安交通大學(xué)前沿院助理教授張?jiān)綆t為本論文第一作者，西安交通大學(xué)為本文唯一通訊作者單位，這也是該團(tuán)隊(duì)立足學(xué)科交叉，在含主族元素紫精研究中的又一重要突破。
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