【中国科学报】2023年11月27日
IM体育·(中国)官方网站材料科学与工程学院讲师张晓勇团队通过构建“网状支架”，制备了一种网格密度原位可调的聚合物网络结构，并证明这种材料可有效限制聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）水凝胶相变过程中的体积变化。相关成果近日发表于《材料视野》。
近年来，基于PNIPAM柔性电子器件的连续温度监测得到了快速发展，克服了传统刚性材料的缺点。然而，相变引起的体积变化和黏附性差仍然是限制其应用的主要原因。
该研究中，张晓勇等提出了一种压敏胶-“网状支架”基（PSAs-MPT）水凝胶策略，以抑制PNIPAM水凝胶相变引起的体积变化，进一步实现原位可调的机械性能和优异的黏合性能。“网状支架”的可逆网格密度可调节水凝胶分子链的聚集状态，从而将杨氏模量从6.7千帕调整为45.3千帕。由于具有恒定的体积温度响应性，PSAs-MPT水凝胶在不同的温度场景下都能进行稳定的温度监测。此外，PSAs-MPT水凝胶可作为可穿戴的生物运动传感器，高灵敏度监测身体运动。它还可以组装成一个电子设备，通过摩斯电码传输信息和识别手语。
审稿人认为，作者提出并实施了“网状支架”策略，成功合成了一种具有机械性能和网格密度可调的水凝胶材料，实现了原位可调的机械性能和卓越的黏合性能。该工作不仅在材料设计和合成方面有所突破，而且通过对PNIPAM水凝胶相变过程的研究，证明了这种材料在限制相变过程中体积变化方面的优越性。这一创新性的构建方法为功能水凝胶的性能调控提供了新的思路和可能性。
