近日,北京师范大学化学学院刘楠教授团队设计制备出一种皮肤状、光学伪装和高电导率的离子皮肤,用于全天监测表皮电生理信号。该离子皮肤基于一种与离子液体共混的氟化聚氨酯弹性体(PUF-IL),其中将2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1,6-己二醇(OHD)作为含氟链段引入PU骨架,并采用富氟的[EMIM]+[TFSI]-作为离子液体。氟原子的电负性会对阳离子产生强大的静电力。源自PU基质中OHD段对[EMIM]+离子的紧密拖曳导致了强的氟-阳离子相互作用(图1),从而产生更多的自由离子,离子电导率也得到提升(约10-3 S cm-1)。此外,由于这种强的氟-阳离子相互作用,材料中的离子在水环境下不易发生离子交换或泄漏,使得其在水中的离子电导率相对稳定,甚至能承受超声处理(图2)。因此,PUF-IL离子皮肤可以在大气和有水环境中准确测量各种细微的电生理信号,进而应用于可穿戴医疗保健,进行全天表皮生物电位监测(图3)。 图1 PUF-IL离子皮肤的示意图 该工作以“Highly Conductive and Underwater Stable Ionic Skin for All-Day Epidermal Biopotential Monitoring”为题发表在Advanced Functional Materials (Adv. Funct. Mater. 2022, 2206424 (early view)) 上。文章第一作者是北京师范大学化学学院刚毕业的硕士生陈霆雷。该研究得到了国家纳米中心朱嘉教授理论计算方面的支持、美国南密西西比大学顾晓丹教授聚合物X射线表征方面的支持。该研究获得了国家自然科学基金委的资助。原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202206424 |
2019自然科学基金面上项目-弹性基底上二硫化钼的可控制备及其在可拉伸电子器件中的应用 批准号 21903007 学科分类 纳米及介观结构 ( B030404 ) 项目负责人 刘楠 依托单位 北京师范大学 资助金额 26.00万元 项目类别 青年科学基金项目 研究期限 2020 年 01 月 01 日 至2022 年 12 月 31 日 |
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