Wearable nanocomposite hydrogel temperature sensor based on thermally-switchable and mechanical-deformation-insensitive structural colors

材料科学 结构着色 纳米复合材料 光子学 纳米技术 变形(气象学) 聚合物 分散性 自愈水凝胶 复合材料 光电子学 光子晶体 高分子化学
作者
Jiahui Wang,Yanjing Sun,Pan Jia,Jingxuan Su,Xin Zhang,Na Wu,Haitao Yu,Yanlin Song,Jinming Zhou
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:476: 146602-146602 被引量:22
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.146602
摘要

Smart and flexible nanocomposite materials with structural colors have great potentials in the field of wearable sensors. However, the mechanochromic property of conventional photonic materials severely interferes with the optical signal outputs that are tunable by non-strain stimuli, which greatly impedes their applications in wearable photonic sensors. Herein, a wearable nanocomposite hydrogel temperature sensor based on thermally-switchable structural colors that are independent of mechanical deformations, is fabricated by the facile in-situ gelation of N-isopropyl acrylamide (NIPAM), nanoclay discs, carbon black, and monodisperse silica or polymeric NPs in their aqueous dispersions. The resulting non-assembled arrangements of the monodisperse NPs account for uniform structural color independent of mechanical deformations and observation angles. Simultaneously, the temperature-induced reconfiguration of the physically cross-linked poly-NIPAM hydrogel matrix, leads to super-large volume changes and in turn wide-range structural color shifts in almost the entire visible spectrum. The smart hydrogel matrix with homogenous polymer chain length by dynamic physical cross-linkings among exfoliated nanoclay discs, makes the photonic hydrogel robust, stretchable, and self-healable. The combination of mechanical-deformation-insensitive and thermally-switchable structural colors in the nanocomposite hydrogel enables skin-based wearable temperature sensing with naked-eye detection. This work opens a new platform for diverse non-invasive wearable photonic sensors beyond the current strain sensing.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
刚刚
LYL完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
李健的粉丝团团长应助JACK采纳,获得10
3秒前
Rainbow发布了新的文献求助10
4秒前
飞飞完成签到,获得积分10
6秒前
活力寻菱发布了新的文献求助10
7秒前
流川封发布了新的文献求助30
8秒前
烟花应助RRROP采纳,获得10
9秒前
在水一方应助lyus采纳,获得30
9秒前
10秒前
luodd完成签到 ,获得积分10
11秒前
13秒前
桐桐应助10711采纳,获得10
14秒前
JACK发布了新的文献求助10
16秒前
slp完成签到 ,获得积分10
17秒前
starofjlu应助雨诺采纳,获得20
18秒前
宋宋发布了新的文献求助30
18秒前
18秒前
Arthur发布了新的文献求助10
20秒前
xrkxrk完成签到 ,获得积分10
21秒前
梵星应助活力寻菱采纳,获得10
21秒前
22秒前
zxz发布了新的文献求助50
22秒前
JACK完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
我想静静完成签到 ,获得积分10
26秒前
wang1457完成签到,获得积分10
28秒前
30秒前
小马甲应助道道sy采纳,获得10
33秒前
33秒前
充电宝应助JackeyHu采纳,获得10
34秒前
34秒前
情怀应助Mik采纳,获得10
35秒前
RRROP发布了新的文献求助10
36秒前
魔幻友菱完成签到 ,获得积分10
38秒前
40秒前
40秒前
活力寻菱完成签到 ,获得积分10
41秒前
凌晨洋发布了新的文献求助10
43秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
An Introduction to Geographical and Urban Economics: A Spiky World Book by Charles van Marrewijk, Harry Garretsen, and Steven Brakman 600
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3151970
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2803266
关于积分的说明 7852878
捐赠科研通 2460679
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1309983
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 629087
版权声明 601760