Page 26 - 《精细化工》2021年第6期

·1088· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

图 7 纤维素水凝胶在–24 ℃的拉伸性能（a）；水凝胶基传感器用于监测人体手指活动（b）；水凝胶传感器在–24 ℃的
循环使用性能（c） [56] ； PAAm/PVA 水凝胶的自愈合和对应电路原理图（d）；水凝胶基传感器在不同应变下的
相对电阻变化（e） [57] ；PAAm/卡拉胶水凝胶在–18 ℃不同应变下的相对电阻变化（f） [58] ；PVA 水凝胶基温度传
感器用于监测体表温度（g） [59]
Fig. 7 Tensile properties of cellulose hydrogels at –24 °C (a); The hydrogel-based sensor detects finger movements (b);
Cycling performance of the hydrogel sensor at –24 ℃ (c) [56] ; Self-healing properties of PAAm/PVA hydrogels and
corresponding schematic diagrams of the circuit (d); Relative resistance change of the hydrogel-based sensor under
different applied strains (e) [57] ; Relative resistance variation of the PAAm/carrageenan hydrogel under different
applied strains at –18 ℃ (f) [58] ; PVA hydrogel-based temperature sensor detects the body surface temperature (g) [59]

以抗冻水凝胶为电解质设计的柔性传感器，其 MO 等 [61] 采用逐步聚合反应的方法，首先使 EG
在低温环境下的长期稳定性和敏感性仍然是一个巨 的羟基与异氰酸酯基团共价结合，形成稳定的化学
大挑战。另外，相较于传统的金属等电子材料，水 锚定，随后，加入甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA），合
凝胶的模量低且含有大量的水，这可能会造成水凝 成了具有双键端基的乙二醇基水性阴离子聚氨酯丙
胶基传感器与器件单元间的集成连接不良，因此， 烯酸酯（EG-waPUA）；最后，将 EG-waPUA 与 AAm
优化改进水凝胶基传感器的集成工艺是下一步研究 通过自由基聚合反应得到 EG-waPUA/PAAm 基双交
重点。 联水凝胶。在共价交联键和物理氢键的作用下，水
2.3 电池 凝胶在–20 ℃低温下具有良好的柔韧性和延展性，
与液态电解质相比，水凝胶电解质可以避免液 将其组装成柔性抗冻水系 Zn-MnO 2 电池。结果发现：
体泄漏问题，并且在各种机械变形下保持物理完整 在–20 ℃的环境温度下，抗冻电池在电流密度为 0.2
性和可操作性。基于抗冻水凝胶电解质设计的柔性 A/g 时的比电容达到 226 mA·h/g，在电流密度为 2.4
电池具有较高的安全性、柔韧性、生态友好性和防 A/g 时循环 600 次后电容保留量达到 72.54%。然而，
冻抗冻性，在柔性电子产品的能量存储方面具有独 该抗冻水凝胶电解质的合成在 N 2 氛围下进行，合成
特优势 [60] 。 工艺比较复杂。CHEN 等 [62] 将 PVA 水溶液和含有