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新材料和新技术的发展,不仅推动了传统产业的转型升级,也为解决人类面临的能源、环境、健康等重大问题提供了新的可能。

颠覆传统!螺旋形导电水凝胶:智能穿戴领域的未来材料

发布时间:2025-06-19       来源:中新康明


智能穿戴设备的发展对导电纤维提出了更高要求,但现有导电纤维存在拉伸性差、电阻变化大、应变敏感等问题,影响设备信号稳定性和可靠性,尤其在复杂运动场景下,信号失真和数据不准是常见问题。因此,研发一种高拉伸性、低应变影响且电阻变化小的导电纤维尤为重要。近期,北京服装学院吴汉光教授和北京化工大学田明教授合作,发布了基于螺旋形半互穿网络结构的导电聚合物水凝胶。这一创新材料解决了传统导电纤维的缺陷,展现出在智能穿戴领域的广阔应用前景。

螺旋形导电水凝胶的独特优势

这种导电水凝胶采用微流控纺丝技术,将螺旋形导电聚合物水凝胶作为核心层,与聚氨酯(PU)外层结合,形成皮芯结构。这种结构赋予水凝胶出色的拉伸性和抗干扰性能,在100%应变下电阻变化仅为5%,即使在大幅度拉伸或变形时,导电性能仍保持稳定。经过2000次循环拉伸后,材料依然稳定,展现出极强的耐用性。此外,水凝胶的拉伸变形能力可达400%,使其在智能穿戴领域(如可穿戴传感器、电热加热器等)具有广泛应用潜力。其设计确保电导率稳定,避免信号损失或数据错误。


作为业内领先的水凝胶类材料供应商,中新康明公司长期致力于水凝胶类产品的制备与定制,拥有强大的生产能力和技术实力。我们能够根据客户需求提供高质量的定制化解决方案,满足大批量生产的需求,确保产品的稳定供应。

制备工艺:微流控湿法纺丝技术

在导电水凝胶的制备过程中,研究团队采用了微流控湿法纺丝技术(MST),这一技术使得水凝胶的结构形成更加精确且稳定。通过精细调节内外层流体的配比以及流动过程中的参数,成功实现了纤维的连续稳定制备。这种方法的优势在于,能够在微观层面控制导电聚合物水凝胶的结构,确保了其在拉伸过程中的电导性能和稳定性。


具体来说,微流控纺丝技术通过将PVA/PEDOT:PSS水溶液作为内层流体,PU/DMSO溶液作为外层流体,在水凝固浴中形成皮芯层结构。内外层流体接触时会发生界面固化现象,形成半凝固态界面层,从而促使内层流体在流体阻力作用下发生异质卷绳效应,呈现出螺旋的结构。这一结构不仅在形态上具备了特殊的优势,还在电导性能上取得了突破。


中新康明在水凝胶类产品的制备方面具有强大的技术积累,并且具备大规模生产和供应的能力。我们不仅能够为客户提供高质量的定制水凝胶材料,还能为智能穿戴设备等行业提供稳定的供应链保障。

应用前景:智能穿戴的理想材料

得益于其出色的拉伸性和抗干扰能力,这种新型导电水凝胶在智能穿戴领域展现出了广泛的应用潜力。比如在可拉伸导电纤维中,水凝胶能够作为导电层使用,保证了电子信号的稳定传输。而在自供电传感器中,利用该材料的导电性能,可以有效地实现无线数据传输和能量采集。这使得智能穿戴设备在运动、健康监测以及环境监控等方面的应用得到了极大的扩展。


不仅如此,这种导电水凝胶还可以被应用于电热加热器中,通过其出色的电导性能,实现在低功耗下高效稳定地进行热能转换。这一特性使得其在寒冷天气中的应用前景尤为广泛,能够为穿戴者提供更加舒适的穿戴体验。

结语

随着智能穿戴领域的迅猛发展,材料的创新成为了推动行业进步的重要动力。这种基于螺旋形半互穿网络结构的导电聚合物水凝胶,不仅为导电纤维的稳定性和性能提供了全新的解决方案,还为智能穿戴设备的广泛应用奠定了基础。随着技术的不断进步,未来我们有望看到这一创新材料在更多领域的应用,推动智能穿戴技术迈向新的高度。

 

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