具有卓越抗溶胀性和韧性的 3D 打印双传感水凝胶

传统3D打印水凝胶面临溶胀和韧性不足两大瓶颈。本研究提出一种适用于DLP光固化3D打印技术的抗溶胀双传感水凝胶系统。研究背景在于DLP打印对单体选择的限制导致水凝胶韧性差，且传统水凝胶在潮湿环境中易溶胀。研究目的是开发一种兼具抗溶胀性、高韧性和双传感能力的水凝胶。结论表明：通过溶剂交换（DMSO替换为水）恢复氢键，并引入PVDF-TrFE形成相分离结构，所制水凝胶拉伸应变超1000%，在水中浸泡100天形态稳定。该水凝胶兼具压阻（拉伸时电阻变化）和压电（压缩时电压变化）双传感特性，能快速响应（压缩/释放响应时间248/124 ms）并监测人体关节运动、吞咽等微弱生理信号。DLP打印的章鱼状结构与水下软夹具成功实现水下抓取与实时感知，且具备良好生物相容性。该工作为水下传感和软机器人应用提供了新解决方案。