離子皮膚具有與天然皮膚相似的感知能力, 能夠監(jiān)測人體的生理信號。皮革擁有致密的膠原纖維和豐富的間隙，可以負載離子凝膠以構(gòu)建離子皮膚。但是，凝膠的高分子網(wǎng)絡(luò)與皮革膠原纖維之間的內(nèi)部結(jié)合力弱和導(dǎo)電率不均勻限制了這類離子皮膚的發(fā)展。因此，開發(fā)皮革離子皮膚的關(guān)鍵在于將柔軟的離子凝膠與堅硬的皮革骨架有效結(jié)合，并將離子凝膠均勻穩(wěn)定分散在皮革的內(nèi)部間隙中，同時賦予離子皮膚優(yōu)異的機械性能和傳感性能。
我校輕工科學(xué)與工程學(xué)院（柔性電子學(xué)院）陳詠梅教授團隊在皮革膠原纖維間的豐富間隙中原位聚合形成聚乙烯醇（PVA）-聚丙烯酰胺（PAM）水凝膠，然后在離子液體（[BMIM][BF4]）中進行浸泡處理，通過多尺度界面設(shè)計，即宏觀上，離子凝膠與皮革骨架形成穩(wěn)定的物理互鎖結(jié)構(gòu)；介觀上，離子凝膠完全填充膠原纖維間隙并產(chǎn)生體積收縮和相分離；微觀上，在膠原纖維和高分子鏈之間形成大量氫鍵，實現(xiàn)了離子液體凝膠與皮革的緊密界面結(jié)合，設(shè)計制備了一種離子凝膠/皮革（VMIL）離子皮膚。此外，離子液體中的陽離子和陰離子可以均勻地分散在 PVA-PAM/IL離子凝膠和皮革骨架的網(wǎng)絡(luò)中，在其內(nèi)部構(gòu)建連續(xù)導(dǎo)電通路。該離子皮膚在可穿戴應(yīng)變、溫度和呼吸傳感方面具有應(yīng)用前景。相關(guān)研究成果以“Multiscale Interfacial Designed Ionogel/Leather Ionic Skin for Multimodal Sensing Capability”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上，陜西科技大學(xué)陳詠梅教授和西安交通大學(xué)呂建教授為論文的共同通訊作者。
（核稿：劉國棟 編輯：趙誠）
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