소수성 결합과 이온 가교의 협동 강화에 기반한 이중 네트워크 물리적 수화젤 및 그 압력 감응 센서 성능

Zhong-rui Wang ,  

Xing-hui Wang ,  

Yu-wen Meng ,  

Xu Wang ,  

摘要

전통적인 수화젤은 에너지 소산이 부족하여 일반적으로 기계적 성능이 좋지 않아 생물 공학 및 유연 전자 분야에서의 적용이 제한됩니다. 본 연구에서는 소수성 상호작용(폴리(아크릴아마이드-라우릴 메타크릴레이트 코폴리머)와 도데실황산나트륨 미셀)과 이온 가교(κ-카라기난과 칼륨 이온)의 상호작용을 이용하여 일련의 물리적 가교 이중 네트워크 수화젤을 구축하였습니다. 두 가교 네트워크 비율이 젤의 미세 형태, 기계적 특성, 동적 유변 거동 및 압력 감응 반응에 미치는 영향을 체계적으로 조사하였습니다. 연구 결과, κ-카라기난 함량이 1.6 중량%, 아크릴아마이드 함량이 16 중량%일 때 최적의 종합 성능을 보이는 수화젤을 얻었습니다. 90% 압축 변형 하에서 압축 강도는 4.7 MPa에 도달하였고, 에너지 소산 밀도는 281.2 kJ/m³이며, 10회 압축 반복 후에도 거의 원래 높이로 복원되었습니다. 1 V의 일정 전압 조건에서 이 젤은 민감하고 안정적인 압저항 응답(첫 번째 압축 주기에서 상대 저항 변화 ΔR/R₀가 -0.8에 달함)을 나타내어 압축 변형을 실시간 전기 신호로 변환할 수 있습니다. 본 연구는 높은 기계적 강도, 우수한 복원력 및 민감한 압저항 응답을 갖춘 완전 물리적 가교 이중 네트워크 수화젤 개발에 새로운 아이디어를 제공합니다.

关键词

이중 네트워크 수화젤; 소수성 상호작용; 이온 가교; 압력 감응 센서

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