闽都创新实验室光固化3D打印制备柔性传感器研究获新进展

　　柔性传感器由于其优异的拉伸性能、导电性和贴合性，广泛应用于健康诊断、运动监测和人机交互等领域。但是，由于软材料固有的粘弹性，使得柔性传感器在动态加载过程中无法快速恢复到初始的形状，导致柔性传感器的信号产生较大滞后性，严重影响柔性传感器监测的准确性，阻碍其实际的应用。如何快速且高精度地制备具有低迟滞的柔性传感器仍然面临挑战。

图：光固化3D打印高弹性的离子凝胶用于制备低迟滞柔性传感器

　　在福建省“揭榜挂帅”重大专项和闽都创新实验室自主部署关键技术攻关项目的支持下，吴立新研究员团队基于富含氢键的丙烯酸酯单体和离子液体，制备了一种固化速率快的光敏树脂，适用于DLP打印多孔离子凝胶柔性传感器（PIFS），并在PISS中引入易变形的IWP晶格结构，以此来提高柔性传感器的回弹性。实验结果表明，晶格结构的PIFS经过500次应变为70%的循环压缩后，其残余应变几乎为0，迟滞回线也几乎重叠，显示出PIFS具有优异的回弹性能和抗疲劳性能。高弹性和耐久性使得PIFS具有低的迟滞性（2.4%），在长期循环加载期间能提供可靠的传感信号。晶格结构的引入，也使得PIFS具有更高的压力灵敏度（0.45 kPa-1）。该工作还利用3D打印技术具有结构可自由设计的优势，设计并打印具有定制化结构的PIFS用来监测脉搏、手指、步态和手腕的运动。此外，PIFS具有低的玻璃化转变温度（-45.8 ℃），能够在低温的环境下稳定工作。同时，PIFS还具有抗菌的性能和对温度的变化具有较快的响应性，能够监测温度的变化，是一种多功能的柔性传感器。相关工作发表在国际期刊Chemical Engineering Journal, 2022, 439: 135593，博士生彭枢强为该论文的第一作者，翁子骧高级工程师和吴立新研究员为通讯作者。

　　文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135593 

（吴立新研发团队供稿）