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了广泛的应用,但它们的性能可能会受到水快速蒸发的阻碍,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,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电导率降低、界面错位和动态条件下保护不足等问题。
有鉴于此,南京大学王炜教授、曹毅教授、薛斌教授等受细胞膜结构的启发,开发了一种自适应脂质集成双层涂层(ALIBC),以增强水凝胶传感器的持水性。
脂质层和长链两亲性分子作为水凝胶表面的紧凑涂层和锚定分子,模拟脂质和膜蛋白在细胞膜中的作用,水凝胶内的聚集体的多余脂质可以迁移到表面,以对抗变形下的脱水。脂质整合的双层涂层能够防止水凝胶在静态和动态下的水分蒸发,而且不会影响其固有的柔韧性、导电性,也不会产生细胞毒性。
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基于水凝胶的ALIBC传感器在体温、大变形和长期动态传感条件下表现出显著增强的性能。这项工作提出在不损害固有物理性质同时能够精确控制水凝胶和水凝胶传感器保水能力的方法。
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://www.nature.com/articles/s41467-024-54879-7