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生物质基导电水凝胶的研究进展

材料导报 2024年第4期38卷 200-213页

作者：白忠薛王学川李佳俊冯宇宇白波涛黄梦晨岳欧阳刘新华陕西科技大学轻工科学与工程学院轻化工程国家级实验教学示范中心西安710021 陕西科技大学生物质与功能材料研究所西安710021

随着石油危机日趋严重与“绿色发展”观念持续推进,生物质材料凭借其可再生、来源丰富、可生物降解、生物相容性好等诸多优势已成为众多领域的研究热点。生物质基导电水凝胶(Biomass-based conductive hydrogels,BCHs)是以生物质为原料... 详细信息

随着石油危机日趋严重与“绿色发展”观念持续推进,生物质材料凭借其可再生、来源丰富、可生物降解、生物相容性好等诸多优势已成为众多领域的研究热点。生物质基导电水凝胶(Biomass-based conductive hydrogels,BCHs)是以生物质为原料制备的具有导电性质的水凝胶,具有生物质材料良好的生物相容性和生物降解性等本体性能,同时具有水凝胶的柔软特性和导电功能材料的电化学性能。本文首先根据导电原理的不同,将BCHs划分为离子导电、电子导电、离子-电子协同导电三个类型,接着介绍了基于BCHs的柔性可穿戴设备、超级电容器、发电机、智能机器人、组织工程等领域的最新应用研究,最后结合目前研究现状,对BCHs的应用前景和发展趋势进行展望。

关键词：生物质材料导电水凝胶导电类型柔性器件组织工程

电子导电水凝胶电极在柔性储能系统中的应用研究进展

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高分子学报 2024年第3期55卷 255-274页

作者：章炜夏欢陈鹏宇曹昕张涵凝谢谦易承杰徐刚东南大学材料科学与工程学院南京211102

电子导电水凝胶是一类将导电材料与水凝胶基体结合的新型水凝胶,具有高导电性、优异的柔韧性以及结构易于调控等优势,在柔性超级电容器和电池等领域表现出广阔的应用前景.迄今为止,各种电子导电水凝胶电极已经被开发出来,用于制备具有... 详细信息

电子导电水凝胶是一类将导电材料与水凝胶基体结合的新型水凝胶,具有高导电性、优异的柔韧性以及结构易于调控等优势,在柔性超级电容器和电池等领域表现出广阔的应用前景.迄今为止,各种电子导电水凝胶电极已经被开发出来,用于制备具有优异机械和电化学性能的柔性储能设备.本文回顾了近年来柔性超级电容器及电池中电子导电水凝胶电极的研究进展,讨论了提高导电水凝胶电极在柔性储能应用中的关键因素,系统地总结了基于导电聚合物水凝胶、石墨烯水凝胶及复合水凝胶电极的柔性超级电容器及基于硅基水凝胶和过渡金属氧化物水凝胶电极的柔性锂离子电池.最后,探讨了在该领域中导电水凝胶电极面临的挑战和机遇.

关键词：导电水凝胶柔性电极超级电容器锂离子电池

导电水凝胶在柔性可穿戴传感器的应用研究进展

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包装工程 2024年第11期45卷 55-64页

作者：王志琴李蔚陈挺文博肖宁育湖南工业大学包装与材料工程学院湖南株洲412007

目的概述导电水凝胶在柔性可穿戴传感器方面的研究情况,挖掘其作为传感器件的应用潜能。方法查阅大量相关的文献,对导电水凝胶在柔性可穿戴传感领域的最新进展进行归纳与总结。按水凝胶网络分类的4种导电水凝胶,总结归纳其设计、合成、... 详细信息

目的概述导电水凝胶在柔性可穿戴传感器方面的研究情况,挖掘其作为传感器件的应用潜能。方法查阅大量相关的文献,对导电水凝胶在柔性可穿戴传感领域的最新进展进行归纳与总结。按水凝胶网络分类的4种导电水凝胶,总结归纳其设计、合成、结构和潜在应用。讨论导电水凝胶的导电性、力学性能、黏附性、防冻性能、自愈性能和各式响应性等功能性能的影响因素,总结自黏性、防冻性、自修复和其他多种优秀性能的柔性可穿戴传感器。结论导电水凝胶是一种具有多功能的独特刺激响应性的功能材料,在柔性可穿戴传感领域进行深入探究具有重大意义。

关键词：导电水凝胶柔性可穿戴传感器功能性能导电聚合物

CMC/PAM/LiCl复合离子导电水凝胶及传感性能

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塑料 2024年第3期53卷 178-183,188页

作者：高健张长军王涛张莉范蕊李冠辉河北机电职业技术学院河北邢台054000 华南理工大学电子与信息学院广东广州510000

柔性力敏传感器能够将外界的机械刺激转换为相应的电信号,在可穿戴电子设备、电子皮肤、智能机器人等领域得到了广泛的应用。为满足以上应用需求,材料需要具有可变形、拉伸、回弹、导电等性能、较高的灵敏度及较好的重现性。因此,基于... 详细信息

柔性力敏传感器能够将外界的机械刺激转换为相应的电信号,在可穿戴电子设备、电子皮肤、智能机器人等领域得到了广泛的应用。为满足以上应用需求,材料需要具有可变形、拉伸、回弹、导电等性能、较高的灵敏度及较好的重现性。因此,基于双网络结构,以羧甲基纤维素(CMC)与聚丙烯酰胺(PAM)为原料,设计并制备了一种离子水凝胶,并且,探究了交联剂及无机盐含量对水凝胶力学性能及导电性能的影响。结果表明,二者之间的内在相互作用赋予了水凝胶较好的力学强度(150 kPa)及拉伸/回弹性(可压缩/拉伸循环1 000次以上),同时具有较高的透明度,其值为69.1%。将其用作组装压力传感器,具有较高的灵敏度(S=7.13 kPa-1)及较好的重现性(1 000次);将其用作组装应变传感,其仍可以表现出及时的响应(50/60 ms)及较好的稳定性(1 000次)。因此,水凝胶有望应用于人体及智能机器人的活动监测及人机界面等领域。

关键词：羧甲基纤维素导电水凝胶柔性应变传感器柔性压力传感器机器人活动监测

羧甲基纤维素导电水凝胶的制备和应用研究进展

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中国造纸 2024年第6期43卷 18-30页

作者：薛红李海明大连工业大学轻工与化学工程学院辽宁省生物质化学与材料重点实验室辽宁木质纤维生物质精炼协同创新中心辽宁大连116034

羧甲基纤维素作为纤维素的重要衍生物,具有来源广泛、价格低廉、环境友好等特点,备受关注。本文简要介绍了羧甲基纤维素导电水凝胶的物理和化学制备方法,阐述了羧甲基纤维素导电水凝胶的机械性能、导电性、应变敏感性、自黏附性、自愈... 详细信息

羧甲基纤维素作为纤维素的重要衍生物,具有来源广泛、价格低廉、环境友好等特点,备受关注。本文简要介绍了羧甲基纤维素导电水凝胶的物理和化学制备方法,阐述了羧甲基纤维素导电水凝胶的机械性能、导电性、应变敏感性、自黏附性、自愈性、生物相容性、抗冻保水性等特性,重点论述了羧甲基纤维素导电水凝胶在传感器、超级电容器和电池领域的应用,归纳总结了羧甲基纤维素导电水凝胶遇到的挑战,展望了羧甲基纤维素导电水凝胶未来的发展方向,为羧甲基纤维素的高值化利用提供了一定的依据。

关键词：羧甲基纤维素导电水凝胶柔性电子器件制备应用

保湿抗冻型导电水凝胶在柔性电子方面的研究进展

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复合材料学报 2024年

作者：王亚芳姚安荣陈方春兰建武林绍建四川大学轻工科学与工程学院

近年来，柔性电子材料得到了快速的发展，其中导电水凝胶由于其突出的导电性、柔韧性、亲肤性等已被广泛的应用于该领域。然而，类似于传统的水凝胶，大多数导电水凝胶在极端环境下仍面临应用受限的瓶颈问题。因此，许多学者对水凝胶的... 详细信息

近年来，柔性电子材料得到了快速的发展，其中导电水凝胶由于其突出的导电性、柔韧性、亲肤性等已被广泛的应用于该领域。然而，类似于传统的水凝胶，大多数导电水凝胶在极端环境下仍面临应用受限的瓶颈问题。因此，许多学者对水凝胶的保湿/抗冻行为进行了研究，并设计制备了一系列保湿抗冻导电水凝胶。本文对近年来保湿抗冻导电水凝胶的制备策略进行了总结及归类，详细阐述其提升水凝胶温度适应性的潜在机制；重点对耐候型水凝胶在柔性电子领域的应用进行了综述，包括运动感知、健康监测、智能识别与人机交互等；并且对保湿抗冻导电水凝胶面临的机遇和挑战进行了探讨和展望，旨在为新型保湿抗冻导电水凝胶的构筑提供新的思路，可望开发出综合性能优异的导电水凝胶，进一步推动其在柔性电子领域中的实际应用。

关键词：导电水凝胶极端环境保湿抗冻柔性电子

壳聚糖导电水凝胶在功能性柔性应变传感器中的应用研究进展

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材料工程 2024年

作者：巫舒嵇俊苏浩源安淑雅曾冬冬上海理工大学健康科学与工程学院上海健康医学院医疗器械学院

壳聚糖水凝胶具有优异的可降解性和生物相容性，已成为构筑柔性应变传感器的重要材料。基于壳聚糖导电水凝胶的柔性应变传感器具有超强的环境适应力，广泛应用于健康监测、植入式设备等生物医学领域中。本文综述了壳聚糖导电水凝胶的制... 详细信息

壳聚糖水凝胶具有优异的可降解性和生物相容性，已成为构筑柔性应变传感器的重要材料。基于壳聚糖导电水凝胶的柔性应变传感器具有超强的环境适应力，广泛应用于健康监测、植入式设备等生物医学领域中。本文综述了壳聚糖导电水凝胶的制备方法和导电机制，总结了壳聚糖导电水凝胶在耐低温型、自修复型及自黏型的功能性柔性应变传感器的应用现状，最后指出制备工艺的优化、新材料的应用、人工智能化是壳聚糖导电水凝胶柔性应变传感器未来的重点研究方向，旨在为柔性应变传感器多功能应用的进一步发展提供理论基础和实践指导。

关键词：壳聚糖导电水凝胶制备柔性应变传感器应用

聚乙烯醇/透明质酸复合导电水凝胶的制备及其传感和抗菌性能

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现代纺织技术 2024年

作者：王艳敏丁新波刘涛仇巧华 HASAN MD Kamrul 朱灵奇周家宝浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院)

为制备兼具传感和抗菌功能的导电水凝胶，以聚乙烯醇(PVA)和透明质酸(HA)为原料，通过原位聚合和冻融法制得氧化锌/聚(3， 4-乙烯二氧噻吩)/聚乙烯醇/透明质酸（ZnO/PEDOT/PVA/HA，简写ZP）导电水凝胶；并对其形貌、结构组成、力学性能... 详细信息

为制备兼具传感和抗菌功能的导电水凝胶，以聚乙烯醇(PVA)和透明质酸(HA)为原料，通过原位聚合和冻融法制得氧化锌/聚(3， 4-乙烯二氧噻吩)/聚乙烯醇/透明质酸（ZnO/PEDOT/PVA/HA，简写ZP）导电水凝胶；并对其形貌、结构组成、力学性能、传感性能及其抗菌性能进行分析。结果表明：氧化锌的质量分数在0.3%时，ZP导电水凝胶的电导率最高可达2.91 S/m；ZP导电水凝胶具有良好的拉伸应变性能（≥100%）、灵敏的响应速度（导电水凝胶对金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli）具有良好的抑制效果。该导电水凝胶在柔性可穿戴传感器及医疗健康监测方面具有良好的应用前景。

关键词：导电水凝胶传感性能柔性可穿戴传感器抗菌性能

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聚苯胺导电水凝胶基柔性应变传感器的制备

福州大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 221-227页

作者：孙晓钰黎维武逄述博张卫英英晓光李晓福州大学石油化工学院福建省专用化学品先进制造重点实验室福建福州350108

以蒙脱土改性聚丙烯酰胺水凝胶为基底,通过苯胺预渗透方法制备聚苯胺浓度梯度分布的聚苯胺/改性蒙脱土/聚丙烯酰胺(PANI/DCM/PAM)导电水凝胶(PDPG),重点考察其力学性能和应变传感性能.结果表明,壳聚糖改性蒙脱土的分散液稳定性明显提高... 详细信息

以蒙脱土改性聚丙烯酰胺水凝胶为基底,通过苯胺预渗透方法制备聚苯胺浓度梯度分布的聚苯胺/改性蒙脱土/聚丙烯酰胺(PANI/DCM/PAM)导电水凝胶(PDPG),重点考察其力学性能和应变传感性能.结果表明,壳聚糖改性蒙脱土的分散液稳定性明显提高;苯胺预渗透5 s、脱水5 h所得PDPG水凝胶的拉伸强度和断裂伸长率分别达到194 kPa和685%;改变苯胺预渗透时间可以调控PDPG水凝胶的导电性能和传感性能;当应变为0~400%时,PDPG水凝胶的灵敏度最高值为7.02.基于PDPG导电水凝胶的柔性应变传感器能够实现对人体全尺度运动的监测,并具有很好的循环稳定性.

关键词：聚丙烯酰胺聚苯胺蒙脱土导电水凝胶柔性应变传感器全尺度监测