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Breathable Gelatin Conductive Hydrogels Using a Template Method and Reverse Use of Hofmeister Effect for Wearable Sensors

自愈水凝胶 可穿戴计算机 材料科学 生物医学工程 计算机科学 纳米技术 嵌入式系统 医学 高分子化学
作者
Xiaoyu Ma,Wenjing Xu,Jianan Chen,Yang Wang,Weijie Xiong,Jumei Li,Lijun You,Shaoyun Wang
出处
期刊:ACS applied polymer materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (11): 6290-6301 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsapm.4c00449
摘要

Hydrogel-based wearable sensing devices are attractive and have broad application prospects on motion intention recognition and health monitoring. The research on the aspect of their wearable comfort and the improvement of breathability is essential. In this paper, a breathable porous hydrogel film was prepared using a template method combined with the inverse Hofmeister effect. Different from conventional hydrogels that utilize the Hofmeister effect by using lyophilic ions for toughening, our approach involved the reverse application of the Hofmeister effect, the use of chaotropic ions, which induced a loosening effect within the hydrogel interior, thereby achieving a more uniform pore distribution. The prepared hydrogel film has excellent mechanical properties (elongation at break of 404%, tensile strength of 173 kPa), air permeability (9.96 mg·cm–2·h–1), and sensitivity (GF = 4.41). The film is used as a wearable sensor with high sensitivity and accuracy to monitor human finger, wrist, and large joint movements, human electrophysiological signals [electromyogram (EMG) and electrocardiogram (ECG)], small changes in vocal cord vibration, and manipulation of electronic devices for gaming. This work provides an approach for the preparation of breathable hydrogel films as wearable sensors.

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