Page 52 - 《精细化工》2023年第12期
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·2594· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷
TANG 等 [55] 以 3,4-二羟基苯胺氢溴酸酯（4-AC） 耗来检测凝胶变形，通过检测输出光信号的强弱变
为原料，在引发剂作用下合成了 3,4-二羟基苯胺氢 化，即可检测诸如拉伸，弯曲和压缩等形变。具有
溴酸酯聚合物前驱体（P4-AC），然后其与 3-丙烯酰 易于加工、低迟滞、高精度、高信号强度等特点，
胺苯硼酸（AAPBA）聚合物前驱体交联制备了柔性 可用于人体穿戴、智能家居和 VR 数据手套等领域。
P(AAPBA-co-P4-AC)凝胶。由于该凝胶含有的硼酸 XU 等 [56] 通过明胶与聚乙二醇功能化二硫化钼
酯键和大量羟基对活性炭电极具有很高的亲和力， （MoS 2 ）纳米片之间的巯基点击反应制备了 MoS 2
因此超级电容器在各种角度或应变下都能保持 纳米片基凝胶（Gel-PEG-MoS 2 ），即具有近红外光
100%的初始性能。结果表明，使用该凝胶的超级电 诱导自修复特性的 GPM 凝胶。该凝胶在受损情况下
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容器在经过 1×10 次循环充放电后，经过 20 次自愈 采用半导体激光系统近红外光照射触发凝胶的自修
合过程后仍能保持 90%的初始容量，仅比非损伤性 复过程，在近红外光照射下远程愈合，如图 7a 所示。
超级电容器低 4%，表现出良好的电化学性能、灵活 制备的铈-二硫化钼（Ce-MoS 2 ）纳米片作为有效的
性和较高的自愈合能力，如图 6b 所示。该工作可为具 光热转换剂用于制备近红外光敏自修复凝胶传感
有自愈能力的高级柔性电子器件的设计提供了参考。 器。基于其变形和光敏电导率，GPM 凝胶表现出接
2.3 在柔性光感传感器中的应用 触和非接触传感特性，显示出作为机械传感器和光
柔性光感传感器是利用光路在传播过程中的损 激活开关的潜在应用前景。
图 7 GPM 凝胶在近红外光照射下的自愈机理（a） [56] ；愈合过程和双信号模式通过荧光颜色的变化显示对有机胺的
敏感性（b） [57]
Fig. 7 Schematic illustration of self-healing mechanism for GPM hydrogel under NIR light irradiation (a) [56] ; Healing
process and dual-signal patterns showing sensitivity toward organic amine through fluorescent color change (b) [57]
HE 等 [57] 采用微流体技术制备了具有不同荧光 性生物传感器已成为当前的研究热点 [58] 。
信号的自修复量子点/凝胶组件。结果证实，自愈合 PEI 等 [59] 展示了新型组织黏附离子导电凝胶传
性能取决于氢键的相互作用，受凝胶自愈合特性的 感器，用于通过无线传输远程监测器官运动。采用
启发，制备球形凝胶砌块，实现了智能软材料的宏 一锅自由基聚合法制备了新型可拉伸、自修复的多
观自组装。羟基和胺基之间的氢键相互作用使这些 巴胺两性离子纳米复合凝胶，自由的邻苯二酚基团
均匀球形凝胶块表现出良好的自愈合性能；双信号图 可以在凝胶组织界面形成氢键、Schiff 碱反应，这
的荧光颜色在与有机胺或酸溶液接触时变暗，暴露胺 些反应与两性离子偶极子相互作用的协同工作提供
或酸的图案有一半呈暗淡的荧光色，而另一半保持 了对生物组织的强大和可重复使用的黏附和自修复
不变，如图 7b 所示。该凝胶组件呈现双荧光信号的特 性。器官的动态振动是由凝胶传感器监测，通过无
性使其在构建双信号传感器方面具有明显的优势。 线传输向计算机产生电信号，如图 8a 所示。这种凝
2.4 在柔性生物传感器中的应用 胶有望成为体内可穿戴和可植入的组织黏附传感
生物医学传感器在可穿戴柔性设备方面提出了 器，凝胶传感器牢固地附着在心脏、肝脏和肺等器
迫切的需求，传统的生物传感器通常采用电池供电， 官上，通过无线传输捕捉信号，用于远程监测和诊
电池自身的体积和质量给生物传感器带来超负荷， 断，皮肤感应传感器在可穿戴和可植入的人体运动
造成机械损伤。因此，设计出具有自愈合性能的柔 监测设备中具有巨大的应用潜力。
