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Conductive MXene Nanocomposite Organohydrogel for Flexible, Healable, Low‐Temperature Tolerant Strain Sensors

材料科学 自愈水凝胶 纳米复合材料 导电体 标度系数 自愈 复合材料 智能材料 乙二醇 纳米技术 化学工程 制作 高分子化学 病理 工程类 替代医学 医学
作者
Hui Liao,Xuelin Guo,Pengbo Wan,Guihua Yu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:29 (39) 被引量:712
标识
DOI:10.1002/adfm.201904507
摘要

Abstract Conductive hydrogels are attracting tremendous interest in the field of flexible and wearable soft strain sensors because of their great potential in electronic skins, and personalized healthcare monitoring. However, conventional conductive hydrogels using pure water as the dispersion medium will inevitably freeze at subzero temperatures, resulting in the diminishment of their conductivity and mechanical properties; meanwhile, even at room temperature, such hydrogels suffer from the inevitable loss of water due to evaporation, which leads to a poor shelf‐life. Herein, an antifreezing, self‐healing, and conductive MXene nanocomposite organohydrogel (MNOH) is developed by immersing MXene nanocomposite hydrogel (MNH) in ethylene glycol (EG) solution to replace a portion of the water molecules. The MNH is prepared from the incorporation of the conductive MXene nanosheet networks into hydrogel polymer networks. The as‐prepared MNOH exhibits an outstanding antifreezing property (−40 °C), long‐lasting moisture retention (8 d), excellent self‐healing capability, and superior mechanical properties. Furthermore, this MNOH can be assembled as a wearable strain sensor to detect human biologic activities with a relatively broad strain range (up to 350% strain) and a high gauge factor of 44.85 under extremely low temperatures. This work paves the way for potential applications in electronic skins, human−machine interactions, and personalized healthcare monitoring.
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