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研究概述
Advanced Functional Materials
将卓越的机械性能、各向异性导电性和生物相容性整合到导电水凝胶中，使其成为一体化的人机交互设备，仍然具有挑战性。在此，通过模仿人体肌肉的各向异性结构，首先将聚乙烯醇与聚吡咯修饰的纤维素纳米纤维排列，形成各向异性取向的聚合物网络，然后用单宁酸（TA）进行后交联，从而开发出一种坚固的各向异性导电水凝胶。将TA引入水凝胶网络通过多个氢键永久固定其分层各向异性结构，从而赋予水凝胶出色的机械性能（拉伸强度为11.41MPa，韧性为12.44MJ m−3）、各向异性粘附性和方向依赖性导电性。凭借这些特性，开发了一种具有出色多向灵敏度的水凝胶应变传感器，能够稳定监测人体多自由度关节运动，并有助于控制多轴虚拟机器人操纵器。此外，体外/体内测试表明，所制备的水凝胶传感器具有出色的生物相容性和抗生物污染性能，成功植入小鼠跟腱后14天以上仍能保持稳定的电子响应信号。总的来说，本研究为设计具有卓越机械性能和各向异性功能的导电水凝胶提供了一种有前景的方法，可用于体外和体内人机界面材料的新兴应用。
该研究成果以“Muscle-Inspired Robust Anisotropic Cellulose Conductive Hydrogel for Multidirectional Strain Sensors and Implantable Bioelectronics”为题发表在国际期刊《Advanced Functional Materials》（IF=18.5）上。福建农林大学黄彪教授、加拿大阿尔伯塔大学曾宏波教授、福建师范大学林陈胜博士为该论文的共同通讯作者，闽江学院林凤采博士为该论文的第一作者。
文章信息
Advanced Functional Materials
Muscle-Inspired Robust Anisotropic Cellulose Conductive Hydrogel for Multidirectional Strain Sensors and Implantable Bioelectronics. Fengcai Lin, Wenshuai Yang, Beili Lu, Yanlian Xu, Jipeng Chen, Xiaoxiao Zheng, Shiyu Liu, Chensheng Lin*, Hongbo Zeng*, Biao Huang*. Adv. Funct. Mater. 2024, 2416419
https://doi.org/10.1002/adfm.202416419
声明：本文翻译来源于《Advanced Functional Materials》，如有侵权，后台请联系删！
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