纳米人-王钻开ACS Nano：一种基于梯度聚电解质水凝胶的自供电多功能离子皮肤

王钻开ACS Nano：一种基于梯度聚电解质水凝胶的自供电多功能离子皮肤

Nanoyu Nanoyu 2022-02-22

人体皮肤是人体最大的器官，它可以利用离子作为信息载体，将多种外界刺激转化为生物电势信号。可模拟人体皮肤的离子皮肤（i-skins）已经得到了广泛研究，但其有限的传感能力以及对额外电源的需要大大限制了其广泛的应用。

近日，青岛大学Wenxin Fan，香港城市大学王钻开教授报道了聚电解质膜（GPM）可以直接用作自供电的i-skins，用于精确感知多个刺激(即压力、温度和湿度)。

文章要点

1）研究人员采用一种通用性强的水凝胶辅助反应扩散法制备了GPM。

2）研究表明，梯度分布的带电基团使人们能够分别在水合、脱水或干燥的聚合物上产生与厚度有关的、热响应的自感应电位和湿敏感自感应电位。因此，基于GPM的自供电i-skins梯度膜可以基于电位信号提供对外界压力、温度和湿度的高度灵敏和可靠的检测。由此产生的自供电i-skins能够高精度地监测人类活动，并能够以非接触的方式精确地感知周围环境中的温度分布。

3）研究人员还揭示了基于GPM/离子二极管的自供电i-skins的机电转换/传感机理。

这项工作为构建高性能的自供电i-skins提供了一条途径，同时也为快速制备大规模非对称聚电解质膜提供了一种通用的策略。