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 【摘要】

多環(huán)境耐受性水凝膠受到了廣泛關(guān)注，并有望作為智能材料應(yīng)用于多種環(huán)境（例如，水，油，冷凍和干燥）。但是，尚未充分利用有機(jī)水凝膠在不同溶劑中的宏觀變化和抗溶脹機(jī)理及其相應(yīng)的應(yīng)用。最近，上海交通大學(xué)陳玉潔副研究員/李華副研究員團(tuán)隊(duì)制備了在多種環(huán)境中具有優(yōu)異的機(jī)械性能和獨(dú)特的行為（信息識(shí)別和加密）和機(jī)械感測(cè)的離子有機(jī)水凝膠。所制備的有機(jī)水凝膠由于在不良溶劑中的微相分離和在適當(dāng)溶劑中的溶脹而在不同溶劑中顯示出明顯的透明變化，并且可以被視為用于記錄和加密信息的動(dòng)態(tài)信息存儲(chǔ)裝置。

此外，由于水和二甲基亞砜（DMSO）之間的相互作用，有機(jī)水凝膠顯示出顯著的耐冷凍性（-90至20°C）和保濕性（15天后為76％）。此外，離子導(dǎo)電水凝膠在冷凍，干燥條件以及油或水環(huán)境中顯示出出色的人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和生理信號(hào)響應(yīng)，并顯示出穩(wěn)定的機(jī)械感測(cè)性能。可以預(yù)見，有機(jī)水凝膠的設(shè)計(jì)策略和機(jī)理研究可能有望在惡劣環(huán)境下用作生物傳感器和信息識(shí)別平臺(tái)。相關(guān)論文以題為Ionic Conductive Organohydrogels with Dynamic Pattern Behavior and Multi‐Environmental Stability發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。

【主圖】

圖 1 a）制備的有機(jī)水凝膠的結(jié)構(gòu)示意圖。b）有機(jī)水凝膠的機(jī)理和性質(zhì)圖。

圖2 a）紫外光的透射率從透明性變?yōu)椴煌该餍裕⒎祷氐侥z5：5的透明性（藍(lán)色表示浸泡在水中，粉紅色表示浸泡在DMSO中）。b）水中浸泡時(shí)間與DMSO之間的關(guān)系。c）在水中浸泡之前和之后，凝膠5：5的拉曼位移光譜。d）樣品的光學(xué)圖像從透明到不透明，然后在水和DMSO中恢復(fù)透明。e）凝膠5：5在水和DMSO中的透明度-不透明度-透明度周期。f）在DMSO和水的混合溶液中，凝膠5：5的透射率變化率不同，其中W代表水，D代表DMSO。g）凝膠5：5在不同溶液中的透射率變化。

圖3 a）通過(guò)水寫和DMSO擦除進(jìn)行信息加載和卸載的示意圖。b）通過(guò)水寫在凝膠5：5上繪制的不同圖案的光學(xué)圖像。c）光學(xué)圖像顯示使用DMSO溶液在5：5凝膠表面擦拭字母“ SJTU”的過(guò)程。d）通過(guò)水和DMSO解決方案的信息加密和解碼方法的示意圖。e）使用水加密的模式“ 8”的光學(xué)圖像，可以使用DMSO輕松顯示和自擦除。

圖4 制備的有機(jī)水凝膠的機(jī)械性能。

圖5 凝膠5：5的機(jī)械敏感性能。