虽然基于水凝胶的柔性传感器在医学和机器人等领域得到广泛应用,但它们的性能可能会因水的快速蒸发而受到阻碍,从而导致灵敏度和机械耐久性降低。尽管探索了一些有效的解决方案,例如引入有机溶剂、电解质和弹性体复合材料,但这些方法仍然存在导电性降低、界面错位和动态条件下保护不足等问题。
受细胞膜结构的启发,南京大学Bin Xue,Yi Cao,Wei Wang开发了一种自适应脂质整合双层涂层 (ALIBC),以增强基于水凝胶的传感器的保水性。
文章要点
1)脂质层和长链两亲分子用作水凝胶表面的致密涂层和锚定剂,模仿脂质和膜蛋白在细胞膜中的作用,而水凝胶内聚集体中的多余脂质可以迁移到表面以对抗变形下的脱水。
2)这种脂质整合双层涂层可防止水凝胶在静态和动态状态下的水分蒸发,而不会影响固有的灵活性、导电性,并且无细胞毒性。具有 ALIBC 的水凝胶基传感器在体温、大范围变形和长期动态传感条件下表现出显著增强的性能。
这项研究提出了一种通用方法,可以精确控制水凝胶和水凝胶基传感器的保水能力,而不会损害其固有的物理特性。
参考文献
Bai, M., Chen, Y., Zhu, L. et al. Bioinspired adaptive lipid-integrated bilayer coating for enhancing dynamic water retention in hydrogel-based flexible sensors. Nat Commun 15, 10569 (2024).
DOI:10.1038/s41467-024-54879-7
https://doi.org/10.1038/s41467-024-54879-7