近日，Nano Letters報(bào)道了我校材料科學(xué)與工程學(xué)院袁雙龍副研究員等基于自黏接、可拉伸離子導(dǎo)電水凝膠在多模傳感和神經(jīng)突觸領(lǐng)域的應(yīng)用研究工作。

離子導(dǎo)電水凝膠具有類組織柔軟度、豐富的含水量、離子導(dǎo)電性和生物相容性，在軟機(jī)器人、可穿戴電子和生物電子工程中具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，由于界面不兼容、機(jī)械性能差、能量消耗大、感知能力有限等缺點(diǎn)，基于離子導(dǎo)電水凝膠的仿生突觸器件（如類人皮膚）在實(shí)際應(yīng)用中受到各種各樣的限制。

為此，提出可精確相變溫度的片狀硅酸鎂鋰摻雜的聚N-異丙基丙基酰胺水凝膠，模擬TRPV2熱受體。制備的水凝膠表現(xiàn)出卓越的機(jī)械性能和強(qiáng)的附著力，斷裂伸長率、楊氏模量、韌性和抗拉強(qiáng)度分別為1930%、5.91kPa、0.494 MJ/m³和34.2kPa。水凝膠中增強(qiáng)的離子納米通道電導(dǎo)率和異構(gòu)溫度敏感單體能夠以高靈敏度（GFmax =7.94）和快速響應(yīng)（~87ms）進(jìn)行應(yīng)變感知。制備的熱敏器件表現(xiàn)出TCR_max=-1.974%/（20-40℃）和270/390 ms(10-45℃)的溫度響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間，并通過引入溫度變色材料實(shí)現(xiàn)視覺溫度感知。在水凝膠中摻入ZnSO₄作為離子導(dǎo)體，與MoS₂納米片構(gòu)建了人工突觸纖維，從而開發(fā)了一個(gè)仿生物感官突觸神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過突觸信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)應(yīng)變/溫度檢測、識(shí)別和響應(yīng)，并具有低能耗突觸塑性性能（42.2fJ/spike)。因此，該工作為多模傳感類人皮膚的應(yīng)用提供了指導(dǎo)。

我校材料科學(xué)與工程學(xué)院研究生陳雪丹為論文第一作者，袁雙龍副研究員為共同通訊作者，與中科院蘇州納米所、新加坡南洋理工大學(xué)合作完成，我校為第一作者單位。

原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c02614