基于水凝胶的柔软且可拉伸的材料具有类似皮肤 /组织的机械性能，为可穿戴传感器的设计和制造提供了新的途径。然而，合成同时具有优异的机械、电和电磁干扰 (EMI) 屏蔽效果的多功能水凝胶仍然是一个巨大的挑战。 最近 ，通过将 Fe 3 O 4 簇填充到聚（3,4-乙撑二氧噻吩）-聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT：PSS）和聚乙烯醇（PVA）复合水溶液中，采用冷冻浇铸法制备多功能水凝胶 。
图 1 Fe 3 O 4 /PEDOT:PSS/PVA 水凝胶的制备和结构表征。
水凝胶具有优异的电气和机械性能以及良好的电磁波屏蔽性能。受益于高拉伸性（~904.5%）和快速传感性能（应变范围~100%内响应时间~9 ms和自我恢复时间~12 ms），监测人类活动和操纵遥控玩具使用基于水凝胶的可拉伸应变传感器的汽车被成功演示。此外，在 8-12.5 GHz 频率范围内可以获得超过 46 dB 的出色 EMI 屏蔽效果，这为设计下一代 EMI 屏蔽材料提供了一种替代策略。这些结果表明，多功能水凝胶可用作需要有效 EMI 屏蔽的柔性和可拉伸传感电子设备。
图 2 Fe 3 O 4 /PEDOT:PSS/PVA 多功能水凝胶的表征。
图 3 基于水凝胶的传感器的响应。
图 4 水凝胶在 8-12.5 GHz 频率范围内的 EMI 屏蔽效果。
图 5 传感器在不同应变下的相对电阻变化。
相关论文以题为 Stretchable multifunctional hydrogels for sensing electronics with effective EMI shielding properties 发表在 《 Soft Matter 》 上。 通讯作者 是 中国科学院苏州纳米所 张珽研究员 。
参考文献：
doi.org/10.1039/D1SM01027A