用于水下运动检测的抗胀大水凝胶应变传感器

  因为水凝胶在水生环境中的胀大，水下应变传感器的构建仍然是一个严重应战。介绍了由聚乙烯醇 (PVA)、[2-(甲基丙烯酰氧基) 乙基]二甲基-(3-磺丙基)氢氧化铵 (SBMA) 和甲基丙烯酸 2-羟乙酯的共聚物组成的抗胀大水凝胶的制备。风趣的是，在低 pH 值下 SBMA 部分从中性状况到带正电荷状况的轻松转化导致水凝胶的渗透压下降，用于静电排挤驱动的水分子消除和抗胀大。所得的抗溶胀水凝胶具有高耐性 (518 kJ m-3) 和紧缩模量 (8.12 Mpa)、离子电导率（高达 4.58 S m-1）和。进一步开发了根据这种抗胀大水凝胶的水下应变传感器来监测水下运动的运动。完成了高灵敏度来辨认多向运动，包含抬起头部、摇摆手臂、曲折肘部、膝盖和手指。因而，这项研讨供给了一种简略的战略来生成可在水下环境中选用的根据水凝胶的传感器，并扩展可穿戴电子设备的潜在使用。

  图1DN-FT-HCl 水凝胶在举重、拉伸、打结、紧缩和切割下的图画（a）；DN、DN-FT 和 DN-FT-HCl 水凝胶的拉伸曲线 (b)、杨氏模量和耐性 (c) 以及紧缩曲线 (d)。

  图4DN、DN-FT和DN-FT-HCl水凝胶在水中和人工海水中溶胀30天后的图画（a）和溶胀动力学（b）；DN-FT-HCl 水凝胶在不同溶剂 (c) 和不同 pH 值 (d) 中 30 天的溶胀曲线；DN-FT-HCl 水凝胶在水（e）和人工海水（f）中溶胀不同时刻后的张力曲线