Meng Wu, Chenyu Qiao, Peng-Fei Sui, Jing-Li Luo, Zuoli Li, Yi Cao, Renjun Pei, Xuwen Peng,* and Hongbo Zeng* 等东谈主开发了受角质层启发的两性离子，用于智能柔性传感器，具备多种优良特质，为下一代东谈主机界面发展提供新想路。关连论文 “Stratum Corneum‐Inspired Zwitterionic Hydrogels with Intrinsic Water Retention and Anti‐Freezing Properties for Intelligent Flexible Sensors” 发表于Adv. Funct. Mater.

水凝胶在柔性电子范围的应用出路与挑战：类组织的柔滑导电材料在可穿着斥地、电子皮肤等范围应用庸俗，水凝胶因与生物软组织相通在东谈主机界面有后劲。但传统水凝胶存在脱水问题，在环境中会失去水分，变成僵硬无功能的景象，破碎其行为相识导体替代物的应用。现在搞定脱水问题的战略，如添加保护层或吸湿分子，皆有局限性，开发高性能水凝胶已经费事。

此役，克莱出战28分35秒，12投4中，三分10中4，得到12分4篮板1助攻2抢断2盖帽。

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水凝胶的制备：系统策动了非离子单体（AM）、单离子单体（如 SPMK 和 MTAC）和两性离子单体（如 SBMA、MPC 和 DMAAPS）的吸湿性能。通过原位解放基团聚响应合成水凝胶，利用化学交联剂（MBAA）、胶束交联（F127）以及醛改性的 F127 与氨基官能化单体间的亚胺键杀青协同交联。制备的水凝胶先透析去除未响应物资，调度 pH 值，再部分干燥并在特定湿度和温度下均衡，以挥发解放水。此外，将 PEDOT:PSS 引入水凝胶汇注，制备不同含量的复合水凝胶。

性能测试规范：接收差示扫描量热法（DSC）策动水凝胶中水的集中景象；通过拉伸测试评估水凝胶的拉伸性、韧性等机械性能，在不同湿度下测试以磋商湿度对其影响；期骗流变测试，包括温度扫描、回荡应变扫描和期间扫描，策动水凝胶的流变特质和自愈合性能；利用电化学责任站测量水凝胶的电导率等电性能；搭建定制平台，测试水凝胶行为对东谈主体开通（如手指抨击）和生理信号（如手腕脉搏）的传理性能。

本征抗脱水两性离子水凝胶▼

策动发现，DMAAPS 变成的准水凝胶保水性能优异，在特定湿度下能保捏恒定分量超 30 天，在 40 - 80% RH 的宽湿度范围内保捏近似皮肤的柔滑度，杨氏模量在 54 - 118 kPa 窄范围内变化。这归因于 DMAAPS 私有的分子结构，其与水分子相互作用强，分子能源学模拟显现变成的氢键数目多、寿命长。与其他单体变成的水凝胶比较，DMAAPS 准水凝胶的均衡水含量不受运行水含量影响。

DMAAPS 水凝胶的抗冻和自愈合性能▼

DSC 测试标明，DMAAPS 水凝胶中的水细巧集中且不成冻结，使其具有本征抗冻性能。在 - 20°C 时，该水凝胶仍柔滑机动，而 AM 凝胶则僵硬。水凝胶具有精采的自愈合智商，两个不齐心情的半块水凝胶宣战几分钟即可自建立，迪士尼彩乐园能承受较大变形。愈合 30 分钟后，拉伸率可达 430%，愈合效果高。其自愈合性能源于交联进程中的可逆相互作用，如席夫碱键、分子间离子键等。

PEDOT:PSS 复合两性离子水凝胶▼

引入 PEDOT:PSS 提高了水凝胶的导电性，如 D - P3.5 水凝胶电导率达0.052±0.004 S m −1。同期，机械性能也增强，D - P2.5 水凝胶拉伸应变比 D - P0 提高两倍多，断裂应力和韧性大幅耕种。该复合水凝胶在宽湿度范围内保捏柔滑，具有精采的再水化智商，干燥后在高湿度环境下能罗致水分恢还原水含量，且电学性能在干燥和再水化进程中可富余回复。此外，复合水凝胶保留了自愈合性能，包括机械和电学自愈合。

两性离子水凝胶行为相识贤慧的柔性传感器▼

两性离子水凝胶在应变传感应用中弘扬出色，相对电阻变化与拉伸应变关连，在 0 - 500% 应变范围内适合抛物线方程，在 100% 应变时应变统统为 1.27，500% 应变时升至 2.63 。水凝胶弹性好，在 150% 应变下拉伸和回复弧线险些无滞后，在超高加载 / 卸载速度下能保捏周期性时势相识。该水凝胶对东谈主体开通和生理信号传感贤慧度高、相识性好，可相识监测手指不同角度抨击（15°、30°、60°、90°），及时准确检测手腕脉搏信号，且表皮安全性精采，永劫间宣战皮肤无不良响应。

基于机器学习算法的智高手写识别平台▼

基于水凝胶应变传感器和机器学习算法，构建了高精度的手指书写记载息争码平台。在手指要害处装配两个水凝胶传感条网罗双渠谈信号，对 26 个小写字母书写信号采集处理后磨砺模子。放置显现，该模子对字母推测准确率可达 96.0%（F1 分数的宏不雅平均值），对短单词 “letter” 和 “good” 平均识别准确率分辩为 85.0% 和 87.5%，对较吊问语识别准确率也能达 70% 以上。比较之下，非保水的 AM - P 凝胶因水分快速流失，无法保捏体式和导电性，导致信号吞吐，模子识别准确率极低。

开发了基于两性离子团聚物的本征抗脱水水凝胶，通以前除解放水，制备了主要由大分子和小数集中水构成的准水凝胶。这种水凝胶不仅具有优异的保水性和抗冻性，还通过引入PEDOT:PSS和三重交联机制，具备了高强度、高拉伸性、弹性、自建立智商和导电性。这些特质使水凝胶成为一种可靠、贤慧的应变传感器，约略用于检测东谈主体开通和生理信号。此外，集中机器学习算法，该水凝胶还约略杀青智高手写识别，为下一代可穿着、气象、智能的柔性电子斥地提供了新的可能性。

Adv. Funct. Mater. 2025, 2422755

起原：高分子学东谈主

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