HSG的结构和制造及其在水下传感和通信中的应用示意图HSG的物理性质和结构表征HSG的机械性能和疏水性HSG的粘附性能去除界面液体，帮助水下粘连电气和传感特性用于水下通信的无线传感系统
可靠的界面连接是柔性电子设备能够输出逼真信号的重要保证，尤其是在水下场景中。然而，传统的自粘材料通常存在水下粘合失效、粘合力与内聚力之间的冲突以及各向同性粘合和残留的不利影响等问题，极大地限制了其在柔性电子产品中的应用。在此，我们采用 "一枝接一枝 "的方法（在疏水性自粘性凝胶的顶部原位构建疏水性抗粘凝胶），制造出具有非对称粘附性的Janus疏水性结构凝胶（HSG）。具有长C18脂肪链的疏水粘附层，在聚合物链的高流动性、多重界面相互作用和有效清除界面液体的帮助下，实现了可靠的水下粘合（界面韧性超过80 J m-2）。由于静电和离子偶极相互作用，含有聚（离子液体）的疏水抗粘附层更加坚固，从而确保了整体HSG的机械强度。这种不对称异质结构避免了常见的非必要粘附和残留，有利于操作。HSG固有的疏水性还能防止水的侵蚀，实现可靠的水下附着和传感。因此，基于HSG组装的传感器可以稳定地监测人体运动并无线传输水下信息，在可穿戴电子设备中展现出巨大的潜力。
图文简介
总之，通过简单的两步堆叠法，我们成功地制造出了具有非对称粘附性的Janus HSG。由于聚合物链的高迁移率和多种界面相互作用，粘附层为HSG提供了超强的粘附能力。特别是在水下，由于长脂肪族链的存在，粘附层还能有效去除粘合剂和被粘物粘合界面上的水膜，从而实现强水下粘合（粘合韧性超过80 J m-2）。由于静电和离子偶极相互作用，含有聚（离子液体）的疏水防粘连层更加坚固，从而确保了整体HSG的机械性能，其断裂强度和应变分别为625 kPa和1191%。由于其固有的疏水性，HSG可避免水的侵蚀，从而使其在水下具有稳定的传感和粘合能力。与传统的自粘材料不同，HSG可同时实现出色的粘附力和内聚性，不再是非此即彼的选择。非对称设计避免了非必要的粘附和粘附残留，分别确保了操作的便利性和离子传导的稳定性。此外，基于HSG的可穿戴传感器也已组装完成。该传感器不仅能在户外精确监测人体运动和生理信号，还能在水下无线传输信息。我们期望这种具有功能分区的模块化设计策略能够为具有多功能需求的柔性导电材料的开发带来更多灵感，促进其在空气和水生环境中的应用。
论文信息
原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202316687
通讯作者：Yong Jin
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