水下传感在海洋探测(如海洋资源开发、海洋生物研究、海洋环境勘察等)中具有非常重要的意义,但海洋环境与陆地环境的巨大差异严重阻碍了当前传统传感器在水下传感中的应用。
近日,中科院宁波材料所Tao Chen,浙江大学郑音飞副教授报道了通过疏水单体在疏水离子液体(IL)溶剂中的简单一步聚合,成功制备出具有良好水下长期稳定性的全疏水离子导电离子凝胶。
文章要点
1)通过建立扩散势垒,完全疏水的结构不仅赋予了离子凝胶优异的耐水性,而且有效地抑制了离子的扩散,使其在水下具有稳定的离子导电性。此外,极大的疏水性还破坏了水合层,增强了离子凝胶在水下环境中的粘附性。
2)由于其良好的导电性、良好的力学性能和突出的水下长期稳定性,该离子凝胶作为水下应变传感器具有高灵敏度、宽应变范围、快速响应和优异的耐久性。此外,该离子凝胶传感器可以准确地检测人体和水生生物的身体运动,以便在复杂的水下环境中进行姿势监测和生物研究,即使在模拟海水中也是如此。此外,作为水下通信器的电离胶传感器可以通过监测手指的规则弯曲和利用摩尔斯电码的原理来有效地传输信息。
这种全疏水离子凝胶是一种很有前途的耐水离子导电凝胶候选材料,得益于良好的水下传感和通信性能,具有潜在的海洋应用前景,从而为下一代可穿戴式水下传感器和通信器的开发提供了一条简单有效的途径。
参考文献
J. Wei, Y. Zheng, T. Chen, Fully-hydrophobic ionogel enables highly efficient wearable underwater sensor and communicator, Mater. Horiz., 2021
DOI: 10.1039/D1MH00998B
https://doi.org/10.1039/D1MH00998B