Carbon Nanotubes/Hydrophobically Associated Hydrogels as Ultrastretchable, Highly Sensitive, Stable Strain, and Pressure Sensors

材料科学 自愈水凝胶 标度系数 碳纳米管 复合材料 韧性 压力传感器 纳米复合材料 纳米技术 制作 医学 热力学 物理 病理 高分子化学 替代医学
作者
Zhihui Qin,Xia Sun,Qingyu Yu,Haitao Zhang,Xiaojun Wu,Mengmeng Yao,Wenwen Liu,Fanglian Yao,Junjie Li
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:12 (4): 4944-4953 被引量:366
标识
DOI:10.1021/acsami.9b21659
摘要

Conductive hydrogels have become one of the most promising materials for skin-like sensors because of their excellent biocompatibility and mechanical flexibility. However, the limited stretchability, low toughness, and fatigue resistance lead to a narrow sensing region and insufficient durability of the hydrogel-based sensors. In this work, an extremely stretchable, highly tough, and anti-fatigue conductive nanocomposite hydrogel is prepared by integrating hydrophobic carbon nanotubes (CNTs) into hydrophobically associated polyacrylamide (HAPAAm) hydrogel. In this conductive hydrogel, amphiphilic sodium dodecyl sulfate was used to ensure uniform dispersion of CNTs in the hydrogel network, and hydrophobic interactions between the hydrogel matrix and the CNT surface formed, greatly improving the mechanical properties of the hydrogel. The obtained CNTs/HAPAAm hydrogel showed excellent stretchability (ca. 3000%), toughness (3.42 MJ m-3), and great anti-fatigue property. Moreover, it exhibits both high tensile strain sensitivity in the wide strain ranges (gauge factor = 4.32, up to 1000%) and high linear sensitivity (0.127 kPa-1) in a large-pressure region within 0-50 kPa. The CNTs/HAPAAm hydrogel-based sensors can sensitively and stably detect full-range human activities (e.g., elbow rotation, finger bending, swallowing motion, and pronouncing) and handwriting, demonstrating the CNTs/HAPAAm hydrogel's potential as the wearable strain and pressure sensors for flexible devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
Stranger发布了新的文献求助10
1秒前
likexin完成签到,获得积分10
1秒前
lanlan发布了新的文献求助10
1秒前
慕青应助feng采纳,获得10
2秒前
啊哈哈发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
ZCX发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
EatFish发布了新的文献求助10
3秒前
natural发布了新的文献求助10
3秒前
yiyi完成签到,获得积分10
3秒前
珂儿完成签到,获得积分10
4秒前
楼少博完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
虚心如蓉关注了科研通微信公众号
5秒前
Criminology34应助wz采纳,获得10
6秒前
6秒前
研友_VZG7GZ应助美丽的海云采纳,获得10
7秒前
儒雅白山发布了新的文献求助10
7秒前
枫asaki发布了新的文献求助10
7秒前
111发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
高大代容发布了新的文献求助10
7秒前
龍Ryu发布了新的文献求助10
8秒前
柯达发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
小鸭子完成签到,获得积分0
8秒前
土豪的易文完成签到,获得积分10
9秒前
尉迟希望应助哈哈采纳,获得10
9秒前
wjx完成签到,获得积分10
9秒前
Jungel完成签到,获得积分0
9秒前
sandy完成签到,获得积分10
9秒前
PCR达人完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Superabsorbent Polymers 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5710497
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5199402
关于积分的说明 15260984
捐赠科研通 4863101
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2610419
邀请新用户注册赠送积分活动 1560773
关于科研通互助平台的介绍 1518409