抗膨胀芳纶纳米纤维增强两性离子聚合物水凝胶应变传感器

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两性离子聚合物水凝胶因其防污性和优异的生物相容性在可穿戴电子器件中具有广阔的应用前景。然而，其强亲水性常导致易膨胀和机械性能不足。本研究通过一步自由基聚合，在芳纶纳米纤维（ANF）存在下，将N-丙烯酰基甘氨酰胺（NAGA）、N-[三（羟甲基）甲基]丙烯酰胺（THMA）和磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯（SBMA）单体进行聚合，制备了ANF增强的两性离子水凝胶。ANF的酰胺基团与NAGA单元的酰胺基团、THMA单元的羟基和SBMA单元的磺酸基团之间形成大量氢键，增强了水凝胶的内部界面作用力。所得ANF增强水凝胶具有抗膨胀性能，其膨胀比和拉伸强度分别为不添加ANF水凝胶的25%和170%。通过引入氯化锂作为电解质以提高离子导电性，并将其组装成应变传感器，该传感器表现出高灵敏度（灵敏度因子GF=1.12）、短响应和恢复时间（分别为100 ms和150 ms）以及优异的循环稳定性。本工作为抗膨胀可穿戴应变传感器的开发提供了可行策略。

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