西安交大科研人员在可穿戴变色应变传感器研究方面取得新进展

随着“健康中国”建设持续推进，人们对自身健康状况的管理需求不断提升。可穿戴健康监测设备能够实时对生理信号进行分析判断，为满足人们这一需求带来契机。但是，目前大多数用于可穿戴健康监测设备的柔性电子器件是将生理信号转化为电信号，需要大量外部仪器设备收集分析，操作过程繁琐。可穿戴变色传感器可实时将生理信号直接转变为肉眼可见的光学信号，监测方式简便易行。然而，目前所报道的可穿戴变色传感器往往制备繁琐，并且成本较高，这极大地限制了它们的实际应用。因此，迫切需要开发一种新的方法来制备高性能的可穿戴变色应变传感器件。

鉴于此，西安交通大学何刚、邵金友、刘子顺联合华中科技大学黄永安组成学科交叉研究团队，在前期含硫族元素紫精的研究基础上，将噻吩紫精电致变色材料与离子凝胶相结合，研制出具有应变感应性能的变色传感材料。含噻吩紫精的离子凝胶兼具电致变色、电致荧光变色的特性，同时聚合物骨架的存在大大提升了电致变色材料的稳定性，使得此类材料露置在空气中数月甚至两年之后仍具有良好的力学性能和电致变色性能（超过500次的拉伸循环和电致变色循环）。更重要的是，该变色凝胶的电导率随凝胶的拉伸程度明显变化，导电率的变化进而影响了材料电致变色的性能，因而该材料可将拉伸信号转化为光学信号，从而实现了对应变的可视化传感。这项工作为研制可穿戴变色传感器件提供了一种简便易行的方法，具有巨大的应用前景和社会经济价值。

以上研究以《基于紫精离子液的超稳定电致变色、电致荧光变色离子凝胶在可视化应变传感中的应用》（“Ultrastable Viologen Ionic Liquids-based Ionogels for Visible Strain Sensor Integrated with Electrochromism, Electrofluorochromism and Strain Sensing”）为题发表在中国化学会旗舰刊物《中国化学会·化学》（CCS Chemistry）上。西安交通大学前沿院助理教授张越巘为本论文第一作者，西安交通大学为本文唯一通讯作者单位，这也是该团队立足学科交叉，在含主族元素紫精研究中的又一重要突破。