南洋理工大學王一凡團隊：光固化3D打印可控粘附與力學性能的水凝膠傳感器

導電水凝膠材料在可穿戴傳感應用中得到了廣泛的研究，因為它們具有良好的電導性、生物相容性以及接近人體皮膚的彈性模量等優勢。基于水凝膠的可穿戴應變傳感器由于其在實時健康監測和運動檢測中的應用前景廣闊，最近引起了人們的極大興趣。然而，在水凝膠系統中同時實現綜合的高拉伸性、自粘性和長期保水性能仍然是一個巨大的挑戰，這限制了它們在可穿戴電子產品中的應用。

近期，南洋理工大學王一凡教授團隊針對于可穿戴水凝膠傳感器的力學性能，黏附性能，保水性能以及生物相容性能難以兼顧的問題，通過引入蠶絲蛋白，設計了一種可光固化3D打印的聚丙烯酰胺/聚丙烯酸水凝膠體系，具有高機械強度，可調粘附性能，優異的保水性能，以及具有良好的生物相容性能，從而實現實現其對運動信號的實時、高效監測與識別。

該文章系統性研究了不同單元含量對于水凝膠力學性能，粘附性能的影響，并系統性解釋了其影響機理；系統性闡述水凝膠的粘附機理，同時揭示了不同表面微觀結構對粘附性能的影響；解釋了水凝膠保水性的意義以及對長期使用性能的影響；闡釋了水凝膠高機械強度，高粘附性能，優異的保水性能，生物相容性能對其傳感靈敏性、穩定性與可靠性的作用機理。

該研究為利用3D打印多功能水凝膠開發可穿戴應變傳感器進行運動與健康檢測提供了全新視角。該研究工作以“3D Printed Silk Fibroin-Based Hydrogels with Tunable Adhesion and Stretchability for Wearable Sensing"為題，發表在國際著名期刊《Advanced Functional Materials》上。新加坡南洋理工大學王一凡教授（Nanyang Assistant Professor）為論文的通訊作者，博士生吳坤霖為論文的第一作者。