Page 49 - 《精细化工》2023年第12期
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第 12 期 陈香李，等: 自愈合凝胶在柔性传感器中的应用研究进展 ·2591·
油与 ACP 凝胶中的水分子形成氢键，阻止低温下冰 但一般此类自愈合过程时间较长且重复次数有限；
晶的形成，从而表现出较好的耐低温性，可以直接 外援型愈合是指需要有外部刺激（光、热、电等）
用作应变传感器，以监测身体运动，包括微观表情 促使损伤处愈合。
变化和发音。即使在多次切割愈合循环后，也可以 LING 等 [38] 利用双醛羧甲基纤维素（DCMC）、
3+
在–20 ℃的低温下进行监测和长期储存，但因其黏 壳聚糖（CS）、PAA 和 Al 构建了一种具有高拉伸
附环境的变化 ACP，凝胶黏附性能不稳定。 性、灵敏度和多功能的多聚糖双网络凝胶。席夫碱
由此可见，具有功能特性的自愈合凝胶不但赋 键和金属配位等物理相互作用使制备的 DCMC/CS/
予了凝胶其他性质，并拓宽了相关应用。 PAA（DCP）复合凝胶在水下表现出优异的黏附性
1.3 基于不同愈合方式的自愈合凝胶 和良好的自愈合性能（自愈合率达到 90%，自愈合
自愈合凝胶可以自发或在外部条件刺激下进行 时间为 10 min）。该凝胶的电导率达到 2.6 S/m，可
自愈合，自愈合过程有效且可重复；愈合后能完全 以灵敏地监测手指弯曲、微笑、手腕脉搏等人体运
保留该材料的性质 [29] 。自愈合根据是否需要外部条 动，并能稳定地检测水下人体运动，如图 3a 所示。
件刺激分为本征型愈合凝胶与外援型愈合凝胶 [37] ， 这项工作有望为高性能智能传感器的设计提供一种
本征型愈合是指不需要外力就能自动修复损伤处， 新的策略，特别是在潮湿和水下环境中的应用。
图 3 DCP 复合凝胶的愈合性能及相关应用（a） [38] ；双层凝胶的制备原理图（b） [39]
Fig. 3 Healing properties and related applications of DCP composite hydrogel (a) [38] ; Schematic diagram of fabrication of
double-layer hydrogel (b) [39]
HAN 等 [39] 通过原位聚合成功制备了由黏结层 此外，PDA 的近红外响应特性可以加速自愈过
和韧性层组成的双层凝胶，如图 3b 所示。韧性层中 程，同时高温也促进了自愈合过程，结果表明，PDA
含有的聚丙烯酰胺（PAM）链、聚苯乙烯（PS）颗 纳米粒子既能赋予水凝胶良好的自愈合能力，又使
粒和 LiCl 赋予凝胶良好的力学性能和导电性，PAM 其具有优异的光热转化能力。该凝胶在人体皮肤信
是由以丙烯酰胺（AM）为原料、甲基丙烯酸月桂酯 号检测中具有优异的灵敏度，重复性和稳定性，表
（LMA）为交联剂构建而成，黏结层中加入的聚多 明其可以作为优良的传感材料。
巴胺（PDA）纳米粒子使其具有黏附性能，聚丙烯 上述自愈合凝胶因不同的愈合条件，为不同环
酸（PAA）链赋予该凝胶优异的力学性能，PAA 是 境中使用的柔性传感器提供了新思路，使柔性传感
以丙烯酸（AA）为单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺 器具有广泛的应用前景。
（MBA）为交联剂制备而成。该凝胶因疏水缔合和 1.4 基于不同胶凝剂相对分子质量的自愈合凝胶
氢键的存在而具有良好的自愈性能。 根据胶凝剂相对分子质量的大小，自愈合凝胶
