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西安交大科研人員在可穿戴變色應變傳感器研究方面取得新進展

西安交通大學何剛、邵金友、劉子順聯合華中科技大學黃永安組成學科交叉研究團隊，在前期含硫族元素紫精的研究基礎上，將噻吩紫精電致變色材料與離子凝膠相結合，研制出具有應變感應性能的變色傳感材料。

隨著“健康中國”建設持續推進，人們對自身健康狀況的管理需求不斷提升。可穿戴健康監測設備能夠實時對生理信號進行分析判斷，為滿足人們這一需求帶來契機。但是，目前大多數用于可穿戴健康監測設備的柔性電子器件是將生理信號轉化為電信號，需要大量外部儀器設備收集分析，操作過程繁瑣。可穿戴變色傳感器可實時將生理信號直接轉變為肉眼可見的光學信號，監測方式簡便易行。然而，目前所報道的可穿戴變色傳感器往往制備繁瑣，并且成本較高，這極大地限制了它們的實際應用。因此，迫切需要開發一種新的方法來制備高性能的可穿戴變色應變傳感器件。

鑒于此，西安交通大學何剛、邵金友、劉子順聯合華中科技大學黃永安組成學科交叉研究團隊，在前期含硫族元素紫精的研究基礎上，將噻吩紫精電致變色材料與離子凝膠相結合，研制出具有應變感應性能的變色傳感材料。含噻吩紫精的離子凝膠兼具電致變色、電致熒光變色的特性，同時聚合物骨架的存在大大提升了電致變色材料的穩定性，使得此類材料露置在空氣中數月甚至兩年之后仍具有良好的力學性能和電致變色性能（超過500次的拉伸循環和電致變色循環）。更重要的是，該變色凝膠的電導率隨凝膠的拉伸程度明顯變化，導電率的變化進而影響了材料電致變色的性能，因而該材料可將拉伸信號轉化為光學信號，從而實現了對應變的可視化傳感。這項工作為研制可穿戴變色傳感器件提供了一種簡便易行的方法，具有巨大的應用前景和社會經濟價值。

以上研究以《基于紫精離子液的超穩定電致變色、電致熒光變色離子凝膠在可視化應變傳感中的應用》（“Ultrastable Viologen Ionic Liquids-based Ionogels for Visible Strain Sensor Integrated with Electrochromism, Electrofluorochromism and Strain Sensing”）為題發表在中國化學會旗艦刊物《中國化學會·化學》（CCS Chemistry）上。西安交通大學前沿院助理教授張越巘為本論文第一作者，西安交通大學為本文唯一通訊作者單位，這也是該團隊立足學科交叉，在含主族元素紫精研究中的又一重要突破。

轉載：大半導體產業網

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