实现极端环境下水凝胶传感器的“织造”

6月26日，复旦大学发布消息称，未来信息创新学院张荣君教授团队与附属口腔医院韦晓玲主任医师团队合作，受到竹篮编织工艺的启发，创新性地提出了逐步氢键调控方法，为显著提升水凝胶的传感性能、环境适应性和生物相容性提供了全新思路。这项成果有望为水凝胶性能优化带来突破，推动其在体内外监测及人机界面等多领域广泛应用。相关论文已刊登于最新一期《先进功能材料》期刊。

在极端环境下，柔性传感器大大拓宽了人类信息获取和安全防护的能力。水凝胶传感器作为灵活性突出的代表元件，凭借其优良的柔韧性和调控物化性质，能稳定地将诸如拉伸、压力和温度信号有效转化为可测数据，并具备出色的生物兼容性。然而，恶劣条件往往会导致其性能下降，如何在不牺牲综合性能的基础上，进一步优化水凝胶已成为研究重点。

竹篮特殊的力学性能和组分集成源于其编织结构。受此设计启发，团队以聚乙烯醇、氧化羧甲基纤维素钠与明胶等多组分制备水凝胶，将体系中的微小区域比作“竹条”。研究过程中，团队首先利用氯化镁的盐溶作用弱化氢键关系，实现“竹条”分散；随后借助定向冷冻手段，建立起初步框架结构；最后通过柠檬酸钠引发盐析效应，使这些结构紧密缠绕，形成类似竹篮般致密均匀的水凝胶材料。舆情网

运用上述方法，研究团队在生物友好的低离子浓度环境中实现了水凝胶性能的协同提升，能有效满足极端条件下的应用需求。值得一提的是，经动物实验验证，该材料在体内植入实验4周后，依旧表现出优良的生物相容性，显示出在智能医学传感等领域的广阔前景。