【導讀】柔性傳感器在遠程健康監測
、身體運動跟蹤
、電子皮膚

、人機界麵和軟體機器人技術中顯示出巨大的潛力。水凝膠具有出色的拉伸性
、柔性和生物相容性，使其成為柔性可穿戴式傳感器的有吸引力的候選材料。近年來，人們通過利用官能團/添加劑/納米填料來修飾水凝膠網絡，致力於開發導電水凝膠，以實現多功能可穿戴式傳感。

多功能柔性可穿戴式傳感器介紹

柔性傳感器在遠程健康監測
、身體運動跟蹤、電子皮膚、人機界麵和軟體機器人技術中顯示出巨大的潛力。水凝膠具有出色的拉伸性、柔性和生物相容性，使其成為柔性可穿戴式傳感器的有吸引力的候選材料。近年來
，人們通過利用官能團/添加劑/納米填料來修飾水凝膠網絡，致力於開發導電水凝膠，以實現多功能可穿戴式傳感。

以下研究綜述了水凝膠在汗液采樣、柔性電極、應變/壓力傳感器和觸控麵板等柔性可穿戴式傳感器中的最新應用進展，重點介紹了具有自修複
、自粘附或抗凍性能的基於多功能導電水凝膠的柔性可穿戴式傳感器
，並簡要介紹了導電水凝膠的代表性合成方法和策略。

*導電水凝膠的主要製備方法

水凝膠材料具有顯著的特性（如柔性、可拉伸性和生物相容性）
，可滿足可穿戴式傳感器的特殊需求，用於柔性可穿戴式傳感器的水凝膠已經取得了相當大的進展。

*水凝膠在柔性可穿戴式傳感器中的應用

汗液采樣

汗(han)液(ye)采(cai)樣(yang)是(shi)汗(han)液(ye)分(fen)析(xi)中(zhong)的(de)關(guan)鍵(jian)步(bu)驟(zhou)，對(dui)汗(han)液(ye)分(fen)析(xi)結(jie)果(guo)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)準(zhun)確(que)性(xing)有(you)重(zhong)要(yao)影(ying)響(xiang)。水(shui)凝(ning)膠(jiao)是(shi)具(ju)有(you)超(chao)強(qiang)吸(xi)水(shui)能(neng)力(li)和(he)良(liang)好(hao)保(bao)水(shui)性(xing)的(de)親(qin)水(shui)交(jiao)聯(lian)聚(ju)合(he)物(wu)
，可(ke)作(zuo)為(wei)可(ke)穿(chuan)戴(dai)式(shi)汗(han)液(ye)采(cai)樣(yang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)基(ji)板(ban)。然(ran)而(er)，使(shi)用(yong)水(shui)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)進(jin)行(xing)汗(han)液(ye)采(cai)樣(yang)的(de)方(fang)法(fa)不(bu)能(neng)有(you)效(xiao)地(di)將(jiang)皮(pi)膚(fu)上(shang)的(de)汗(han)液(ye)與(yu)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)分(fen)開(kai)
，增(zeng)加(jia)了(le)汗(han)液(ye)被(bei)汙(wu)染(ran)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)，使(shi)汗(han)液(ye)的(de)精(jing)準(zhun)采(cai)集(ji)和(he)儲(chu)存(cun)受(shou)到(dao)限(xian)製(zhi)。

*水凝膠材質的汗液傳感器

柔性電極具有類似皮膚的機械性能
，可以順應性地附著在皮膚上，確保信號的準確性和佩戴的舒適性。水凝膠具有良好的柔性、拉la伸shen性xing和he生sheng物wu相xiang容rong性xing
，已yi被bei證zheng明ming適shi用yong於yu柔rou性xing電dian極ji。此ci外wai，作zuo為wei基ji底di的de水shui凝ning膠jiao還hai可ke以yi與yu彈dan性xing體ti結jie合he用yong於yu柔rou性xing電dian極ji
，但dan此ci類lei水shui凝ning膠jiao的de柔rou性xing電dian極ji大da多duo韌ren性xing和he耐nai久jiu性xing較jiao差cha。未wei來lai的de研yan究jiu應ying致zhi力li於yu有you效xiao延yan長chang水shui凝ning膠jiao柔rou性xing電dian極ji的de使shi用yong壽shou命ming，如ru提ti高gao水shui凝ning膠jiao的de力li學xue性xing能neng，特te別bie是shi韌ren性xing
，或huo賦fu予yu水shui凝ning膠jiao自zi修xiu複fu能neng力li。

*水凝膠材質的柔性電極

daodianshuiningjiaozaikechuandaishichuanganqilingyujuyoujudadeyingyongqianjing。shuiningjiaodedaodianwangluojiegouzaiwaibucijixiahuifashengbianxing，congergaibianshuiningjiaodedianzuhuodiandaolv。gezhongjuyoukangdong、自粘附或自修複性能的導電水凝膠已被廣泛應用於可進行人體健康和活動監測的柔性可穿戴式傳感器之中。

自(zi)粘(zhan)附(fu)可(ke)穿(chuan)戴(dai)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)。大(da)多(duo)數(shu)水(shui)凝(ning)膠(jiao)傳(chuan)感(gan)器(qi)都(dou)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)的(de)膠(jiao)帶(dai)或(huo)繃(beng)帶(dai)貼(tie)在(zai)皮(pi)膚(fu)或(huo)衣(yi)服(fu)上(shang)，這(zhe)使(shi)得(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)無(wu)法(fa)檢(jian)測(ce)到(dao)微(wei)弱(ruo)的(de)信(xin)號(hao)，極(ji)大(da)地(di)阻(zu)礙(ai)了(le)其(qi)在(zai)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)。此(ci)外(wai)
，由(you)於(yu)水(shui)凝(ning)膠(jiao)的(de)韌(ren)性(xing)和(he)粘(zhan)附(fu)性(xing)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)著(zhe)固(gu)有(you)折(zhe)中(zhong)關(guan)係(xi)，大(da)多(duo)數(shu)粘(zhan)附(fu)性(xing)水(shui)凝(ning)膠(jiao)通(tong)常(chang)表(biao)現(xian)出(chu)較(jiao)差(cha)的(de)韌(ren)性(xing)。近(jin)年(nian)來(lai)
，一(yi)些(xie)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)自(zi)粘(zhan)性(xing)和(he)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)的(de)水(shui)凝(ning)膠(jiao)應(ying)變(bian)傳(chuan)感(gan)器(qi)被(bei)開(kai)發(fa)出(chu)來(lai)。

kangdongkechuandaishichuanganqi。kangdongxingnengshishejihezhibeishuiningjiaoyingbianchuanganqidelingyigezhongyaozhibiao。shuizailingduyixiadewenduxiahuizaishuiningjiaozhongjiebing，zhebukebimiandihuiyingxiangshuiningjiaoyuanyouderouxinghedaodianxing。jiangzhezhongkangdongtexingkuozhandaoshuiningjiao

，jiyushuiningjiaodekangdongchuanganqikeyizaidiwenxiabaochizishendewendingxingertigaoqishiyongxing。ciwai，shuiningjiaochuanganqidekangdongtexinghaikeyibaohurentipifumianshoudongshangdeshanghai。

*以PDA修飾的CNT作為導電材料的抗凍甘油-水凝膠型可穿戴式應變傳感器

多功能可穿戴式傳感器。近年來，用於可穿戴式傳感器的具有自修複
、自(zi)粘(zhan)附(fu)或(huo)抗(kang)凍(dong)性(xing)能(neng)等(deng)不(bu)同(tong)特(te)性(xing)的(de)智(zhi)能(neng)導(dao)電(dian)水(shui)凝(ning)膠(jiao)的(de)研(yan)發(fa)取(qu)得(de)了(le)顯(xian)著(zhu)進(jin)展(zhan)。但(dan)大(da)多(duo)數(shu)報(bao)道(dao)的(de)導(dao)電(dian)水(shui)凝(ning)膠(jiao)僅(jin)具(ju)有(you)一(yi)種(zhong)特(te)定(ding)功(gong)能(neng)或(huo)單(dan)調(tiao)刺(ci)激(ji)響(xiang)應(ying)性(xing)，這(zhe)與(yu)可(ke)穿(chuan)戴(dai)式(shi)應(ying)變(bian)傳(chuan)感(gan)器(qi)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)所(suo)需(xu)多(duo)種(zhong)功(gong)能(neng)不(bu)匹(pi)配(pei)。目(mu)前(qian)


，開(kai)發(fa)兼(jian)具(ju)良(liang)好(hao)的(de)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)
、自修複能力、粘附性、抗凍性和生物相容性等綜合多種特性的多功能導電水凝膠可穿戴式傳感器已成為研究熱點。

*甘油-水納米複合水凝膠應變傳感器顯示出優異的抗凍能力、可調節的熱響應性和自修複性能

隨著人機交互應用的快速發展，柔性觸控麵板為人機交互提供了簡單直觀的界麵，引起了極大的研究興趣。觸摸麵板需要具有柔性、可拉伸性和生物相容性，並融入各種傳感器與人體互動。具有高導電性、優異柔韌性和生物相容性的導電水凝膠可以滿足這些要求，成為新一代觸控麵板的關鍵組成部分。

*基於導電水凝膠的代表性觸控麵板

以上研究綜述了近年來基於水凝膠（包括導電水凝膠）的(de)柔(rou)性(xing)可(ke)穿(chuan)戴(dai)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)最(zui)新(xin)進(jin)展(zhan)
，主(zhu)要(yao)包(bao)括(kuo)導(dao)電(dian)水(shui)凝(ning)膠(jiao)的(de)設(she)計(ji)和(he)製(zhi)造(zao)，以(yi)及(ji)基(ji)於(yu)水(shui)凝(ning)膠(jiao)的(de)柔(rou)性(xing)可(ke)穿(chuan)戴(dai)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)附(fu)加(jia)功(gong)能(neng)的(de)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)開(kai)發(fa)。基(ji)於(yu)導(dao)電(dian)水(shui)凝(ning)膠(jiao)的(de)柔(rou)性(xing)可(ke)穿(chuan)戴(dai)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)製(zhi)備(bei)和(he)性(xing)能(neng)遠(yuan)未(wei)達(da)到(dao)商(shang)業(ye)化(hua)的(de)要(yao)求(qiu)。為(wei)了(le)實(shi)現(xian)基(ji)於(yu)導(dao)電(dian)水(shui)凝(ning)膠(jiao)的(de)可(ke)穿(chuan)戴(dai)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)高(gao)效(xiao)商(shang)業(ye)化(hua)，傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)小(xiao)型(xing)化(hua)和(he)輕(qing)量(liang)化(hua)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。

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