本网讯 近日，我校材料与化学学院安徽省健康睡眠家居产品工程中心陈玉霞教授团队在《Advanced Functional Materials》(中科院一区TOP, IF=18.5, 自然指数期刊) 发表生物质基水凝胶柔性传感器相关最新研究论文，题目为“Multifunctional Luffa Sponge Hydrogel with High Mechanical Strength, Fatigue Resistance, and Ionic Conductivity for Monitoring Human Vital Signs”。
生物质基多功能水凝胶具有较高的机械强度、抗疲劳性和导电性，是制造柔性电子器件的理想材料。然而，同时实现上述互斥属性仍然具有挑战性。本研究采用简单温和的自由基聚合方法构建了一种基于天然丝瓜络（LS）纤维骨架的高机械强度、高离子电导率和多功能的水凝胶柔性传感器 (WLSHG)。通过对LS进行脱木素处理，释放了纤维之间的紧密连接，保留了原有三维骨架的宏观形态和柔韧性。随后，协同单宁酸（TA）-Fe³⁺的自催化体系和H2O/EG溶剂体系，在LS纤维骨架上实现了丙烯酰胺的原位聚合（PAM），形成聚合物包裹LS纤维骨架的独特复合结构。得益于LS天然的强韧三维骨架结构以及分子间的多重相互作用，WLSHG水凝胶表现出卓越的机械强度和结构稳定性，可承受超过1000次的大形变循环测试。同时，体系中Fe³⁺作为导电介质，结合LS骨架固有的微纳多孔结构所构建的多尺度离子传输通道，使水凝胶获得了优异的离子电导率（0.124 S m-1）和压力传感灵敏度（2.03 kPa-1）。基于这些特性，本研究进一步将WLSHG水凝胶传感器与物联网技术及机器学习算法相结合，成功实现了对人体静态坐姿和动态步态的高精度识别，展现了其在多场景生命体征监测中的应用潜力。这一研究为高性能生物质基水凝胶传感器的开发和在家居领域的实际应用提供了一种新颖有效的方法。
材料与化学学院的硕士生曹浦森、博士后魏洁和硕士生张婷婷为该论文的共同一作，马超副教授、陈玉霞教授和郭勇教授为共同通讯作者，安徽农业大学为论文完成的唯一通讯单位。作者感谢安徽省健康睡眠家居产品工程研究中心、安徽农业大学林业工程学科平台提供的分析测试支持，该工作也得到中国博士后科学基金、安徽省自然科学青年基金、安徽省重点研发计划及安徽农业大学高层次引进人才项目等资助。（图/文/陈玉霞 编辑/代锐 审核/李乾坤）
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202501131
课题组网站：https://ergolab.ahau.edu.cn/index.htm
