首届奇材馆先进材料评选竞赛

展品名称：肌肉仿生水凝胶

材料类别：水凝胶柔性电子器件

创作者名称：葛刚

所属学校：南京工业大学

参赛论文：Muscle-Inspired Self-Healing Hydrogels for Strain and Temperature Sensor

科研笔记：

科研笔记

       人体肌肉由肌外膜、肌束、肌肉纤维组成，这种高度取向的结构具有力学上的各向异性，可以通过力传导机制抵制外力引起的破坏。肌肉间的结缔组织具有支撑和收缩的作用，确保拉力可以通过肌内膜结缔组织传递并耗散，从而调节应力分布。同时，人体皮肤同时具有机械和温敏感受器，可以感知不同的外界刺激并作出相应反馈。人体皮肤具有角质层，可以在很大程度上减缓水分蒸发，而这种高保水特性对于保持皮肤弹性、真皮层修复具有重要作用。人体肌肉和皮肤也可看作水凝胶，其结缔组织可以确保柔而韧的力学性能；而内部的水分和离子可自由移动，确保高导电率。

       在此基础上，我们在聚合物第一交联网络中原位合成聚苯胺纳米纤维，制备了人体肌肉仿生的水凝胶柔性电子器件。该双网络水凝胶具有高可拉伸、自愈合、抗冻、抗蒸发、温敏等特性，可在常温和冰冻条件下快速自愈合，在常温和高温条件下具有高保水率；同时，热敏性聚苯胺纳米纤维的加入，赋予优异的水凝胶温敏性能，这极大地拓展了水凝胶柔性电子器件的应用场景。

       本工作于2019年底发表在国际知名期刊ACS Nano上，迄今已被引用121次（google scholar）。本人硕博期间共发表10篇（含1篇刚接收）文章，以第一作者身份在ACS Nano（2篇）、Advanced Functional Materials（2篇）等国际知名期刊发表7篇文章，其中高被引文章4篇，热点文章1篇。

展品简介/创新点： 

通过模仿人体肌肉力学性能坚韧、温度传感、抗蒸发等特性，在聚合物第一交联网 络中原位合成聚苯胺纳米纤维，提高水凝胶的力学强度和自愈合特性，并赋予优异的温敏特性；同时，甘油降低前驱体的蒸气压，有助于开发多功能水凝胶柔性电子器件。

性质：

肌肉仿生；自愈合；抗冻；抗蒸发；温敏性能

展品应用领域：

柔性电子器件

展品参数：