基于水凝胶离子导体的电容式应变传感器以其结构坚固、无漂移传感、灵敏度高、精度高等优点得到了迅速发展。然而，传统水凝胶导体的机电稳定性不理想，通常容易受到大变形和严重的机械冲击，这仍然是一个挑战。另外，对介质层的粘附性和力学性能的研究还不够充分，这也是影响整个器件机械适应性的关键。
近日，香港城市大学支春义教授，深圳市市政设计研究院有限公司姜瑞娟报道了一种基于耗能双交联水凝胶导体和半互穿网络结构有机凝胶介质的动态超韧电容型应变传感器。
文章要点
1）这种水凝胶导体以共价交联的PAM网络为基本骨架来维持其基本形状，同时通过将缠绕在一起的海藻酸链与Zn2+进行交联，在PAM结构域内形成第二离子交联网络。所得水凝胶导体呈现典型的互穿网络和双交联结构，在应力作用下，能通过海藻酸锌交联网络的物理离子键断裂有效地耗散能量，然后在去除应力后恢复。此外，通过在PAA基体中引入聚乙烯醇（PVA）和硼砂，合成了具有半互穿网络结构的有机凝胶介质层，该凝胶具有良好的机械伸长性和可重复粘附性。
2）组装后的电容式应变传感器具有超强伸缩性、高灵敏度和超可靠性，在受到反复拉伸、猛烈锤击等严重机械刺激时具有稳定的电容响应，甚至能在20次的灾难性试验中史无前例地保存下来。极高的工作稳定性和快速的响应速度使电容式应变传感器非常适合开发可靠且可穿戴的传感系统，用于实时检测各种微弱的生理信号和大范围的人体运动，如手指、手腕、肘部和膝关节的运动，以及微笑和说话，从而显示出在人机交互、个人保健、软体机器人和可穿戴电子设备中具有广阔的潜在应用前景。
参考文献
Funian Mo, et al, A Highly Stable and Durable Capacitive Strain Sensor Based on Dynamically Super-Tough Hydro/Organo-Gels, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202010830
https://doi.org/10.1002/adfm.202010830
