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仪表网 研发快讯】近日，郑州大学材料科学与工程学院与橡塑模具国家工程研究中心团队在柔性高分子复合传感材料设计及应用领域取得积极进展。凝胶基传感器因其柔性和易调节的功能性，是理想的人机交互媒介，但传统的凝胶基传感器存在两个问题：一是长期使用易脱水失效；二是功能改造常以牺牲可回收性为代价，加剧了电子废弃物污染。由于目前基于凝胶基传感器可回收的机理缺乏针对性的研究，制备可简单回收同时兼顾生物相容性、传感性、自愈性的可回收多功能凝胶传感器仍面临巨大挑战。
针对以上问题，该团队通过引入可逆分子间作用力和动态共价键，制备了一种基于仿生学设计的全回收型多功能聚乙烯醇(PVA)基可逆物理交联智能水凝胶传感器(RMSHS)，展现出优异的抗菌性能和生物相容性，团队利用原位红外分析法，通过改变温度(30 ℃-150 ℃)模拟了回收过程，探究了温度扰动下RMSHS的分子间相互作用力变化。利用二维相关红外光谱分析技术2 Dcos，分析了升温过程中分子间作用力的变化，追踪并揭示了在升温过程中RMSHS体系中氢键和硼酸脂键的转变过程及先后顺序，阐释了体系的可回收机制。RMSHS可直接贴合人体皮肤用于医疗康复训练。结合无线传输技术和Python编程，RMSHS可通过手势实现无人机的远程实时控制。其可回收设计可使失效的水凝胶可通过简单步骤“复活”，避免了电子垃圾的产生。RMSHS可推广至其他远程控制平台，满足大规模、多场景的应用需求，为理想的可持续人机交互媒介设计提供了新思路。
相关成果以“Eco-Friendly Multifunctional Hydrogel Sensors Enabled Sustainable and Accurate Human-Machine Interaction System”为题发表在材料领域顶级期刊《Advanced Materials》上。郑州大学材料科学与工程学院为第一单位，材料学院2022级硕士研究生赵彦龙为第一作者，翟威副教授、代坤教授和北京航空航天大学潘曹峰教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目、中国博士后科学基金和河南省优秀青年科学基金等基金的支持。
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