近日,材料科学与工程学院高分子科研团队彭响方教授、陈汀杰研究员和厦门大学吴炳辉教授合作的研究成果,以学校作为第一单位在国际期刊《Advanced Materials》上发表。该论文题为“Biodegradable, Stretchable, and Self-Healing Starch-Based Hydrogel with Intelligent Multi-Bond Network Facilitated by MXene Nanosheets for Multifunctional Wearable Electronics”(文章链接:https://doi.org/10.1002/adma.202512267)。
本研究采用简便的物理机械捏合法,成功制备了一种超高拉伸性和自愈合特性的淀粉基水凝胶。这种水凝胶由支链淀粉、聚乙烯醇、硼砂和MXene纳米片组成,形成了具有多键合网络结构的复合材料,具备生物可降解性和优异的电导性。通过氢键和静电相互作用实现的可逆交联,以及MXene纳米片作为应力传递中心,使得该水凝胶展现出约6151%的可拉伸性、快速自愈能力和强附着力。基于这一新型水凝胶材料开发的电容传感器,表现出了高灵敏度(GF=1.1)、宽的传感检测(最高可达300%)和优异的耐久性,可准确监测生理信号。此外,这款传感器还具备摩尔斯电码加密功能,能够实现字母、数字和标点符号的安全加密,展示了在可穿戴设备和安全通信技术中的潜在应用。该研究不仅为高性能、环保的柔性电容传感器提供了新思路,还为柔性电子、健康监测和辅助通信等领域带来了广泛的应用前景。(材料科学与工程学院、科研处供稿)

图1 淀粉基水凝胶的制备过程及结构机理示意图