近日，化材學院林業工程學科生物質納米材料研究團隊以“Mechanically ductile, ionically conductive and low temperature tolerant hydrogel enabled by high concentration saline towards flexible strain sensor”為題發表在工程技術領域國際期刊《Nano energy》上（中科院1區，IF=19.069）。論文第一作者為該學科青年教師厲世能博士，吳強教授為論文通訊作者之一，韓國嘉泉大學的Joonho Bae（裴俊浩）和美國田納西大學王思群教授參與該項研究并做出了重要貢獻。
導電水凝膠是一類擁有柔軟性與導電性的新型“軟材料”，其類組織結構及出色的應變誘導電信號特性使得該類材料在人工皮膚、可穿戴電子設備等領域獲得了極大的關注。傳統導電水凝膠在低溫環境（零度以下）下易凍結，進而導致其性能（力學和電學）發生退化甚至完全喪失，這嚴重影響了其在實際中的應用與發展。基于此，研究團隊受高濃度鹽誘導水化效應的抗凍機制的啟發，采用溶液浸泡策略，利用NaCl誘導殼聚糖分子鏈形成物理纏結結構并結合納米增強效應，設計并制備一種機械強韌（拉伸強度：1.51MPa，斷裂功：15.33 MJ·m-3）、高導電（4.10 S/m）、低溫耐受（-56.8 °C）的殼聚糖修飾氧化石墨烯/聚丙烯酰胺/殼聚糖導電水凝膠（PAC-CGO-Na）。該復合水凝膠表現出優異的傳感性能，包括高靈敏度、快速響應和較寬的檢測范圍。無論在室溫還是低溫環境下，該水凝膠基傳感器都擁有出色的傳感可靠性和長期使用安全性。
該研究對先進水凝膠基應變傳感器的設計、制造及在嚴寒條件下的應用與發展具有重要指導意義。
（化材學院 厲世能）
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