江南大学AM:仿生共晶皮肤,兼具极端抗疲劳性与强韧的湿粘附性能!
高分子科学前沿
2026-05-31 18:08
文章摘要
本文受菖蒲叶片叶脉增强结构启发,开发了一种名为“共晶皮肤”的仿生复合共晶凝胶材料。背景方面,传统水凝胶在空气中易脱水、潮湿环境中易溶胀,而有机凝胶和离子凝胶存在潜在毒性问题,现有共晶凝胶力学性能弱、脆性高。研究目的是解决共晶凝胶在长期大幅变形下的疲劳失效问题,并提升其环境稳定性和湿粘附性能。结论上,该材料由定向聚氨酯纤维网络嵌入疏水共晶凝胶基质构成,100天内溶胀率低于1.1%;其真实拉伸强度达106.51 MPa,疲劳断裂阈值为5.02×10⁴ J m⁻²,相比纯共晶凝胶提升约3399倍;对皮肤湿粘附力达152.2 J m⁻²,且能在水下实现高保真电生理信号采集。这项工作为设计力学鲁棒、环境稳定的软界面提供了新范式,有望用于耐用皮肤电子器件。
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