中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
導電水凝膠由于其優(yōu)越且可定制的特性，例如柔韌性、生物相容性和強導電性，作為各種可穿戴傳感器的新興候選材料，引起了人們的廣泛關(guān)注。這些特性使其非常適合各種可穿戴傳感器應用（例如生物物理傳感器、生物電傳感器和生物化學(xué)傳感器），可以監測人體健康狀況并進(jìn)行及時(shí)干預。在這些應用中，基于導電水凝膠的可穿戴溫度傳感器對于醫療保健和疾病監測尤為重要。
近日，由廣東以色列理工學(xué)院王燕副教授和澳門(mén)大學(xué)鐘俊文助理教授領(lǐng)導的科研團隊在A(yíng)dvanced Healthcare Materials期刊上發(fā)表了題為“A Review of Conductive Hydrogel-Based Wearable Temperature Sensors”的綜述文章。這篇綜述旨在全面概述基于導電水凝膠的可穿戴溫度傳感器。首先，研究人員總結了基于不同類(lèi)型的導電填料的水凝膠，強調了它們作為可穿戴溫度傳感器的最新發(fā)展和優(yōu)勢。接下來(lái)，討論了基于導電水凝膠的可穿戴溫度傳感器的傳感特性，重點(diǎn)關(guān)注靈敏度、動(dòng)態(tài)穩定性、可拉伸性和信號輸出。然后，介紹了從體溫檢測、傷口溫度檢測到疾病監測的最新應用。最后，指出了該領(lǐng)域仍存在的挑戰和前景。通過(guò)用潛在的解決方案來(lái)應對這些挑戰，研究人員希望這篇綜述能夠為這一充滿(mǎn)前景的領(lǐng)域的未來(lái)研究和創(chuàng )新提供一些啟示。
綜述概述：各種導電填料、傳感特性以及其在基于導電水凝膠的可穿戴溫度傳感器中的應用
導電材料
導電水凝膠被視為一種用途極為廣泛的通用材料，已廣泛應用于各種可穿戴傳感器，可以有效地將不同外部物理刺激（如應變、溫度）的信號轉換為電信號輸出。通常，導電水凝膠由選擇性引入的導電填料嵌入交聯(lián)的親水性聚合物基體中組成?；谶@種制造方法和配置，研究人員將基于導電水凝膠的可穿戴溫度傳感器分為幾類(lèi)，包括導電聚合物基、碳基、金屬基、離子基、混合導電填料基和其他（例如MXene和半導體）。在本綜述中，研究人員重點(diǎn)關(guān)注了前五種主要材料。
用于可穿戴溫度傳感器的導電聚合物基導電水凝膠
用于可穿戴溫度傳感器的碳納米材料基導電水凝膠
用于可穿戴溫度傳感器的金屬基導電水凝膠
用于可穿戴溫度傳感器的離子基導電水凝膠
用于可穿戴溫度傳感器的混合導電基水凝膠
傳感特性
材料成分會(huì )顯著(zhù)影響基于水凝膠的可穿戴溫度傳感器的整體性能。了解這些材料為評估其在實(shí)際應用中的有效性奠定了基礎，尤其是在可穿戴傳感器中。研究人員深入研究了這些材料用作可穿戴溫度傳感器時(shí)的傳感性能。在本綜述中，詳細說(shuō)明了這些材料的特性如何影響靈敏度、動(dòng)態(tài)穩定性、拉伸性和信號輸出等關(guān)鍵性能指標。
基于導電水凝膠的可穿戴溫度傳感器的傳感性能
基于導電水凝膠的可穿戴溫度傳感器的信號輸出
應用
在我們的日常生活中，溫度與我們的生理活動(dòng)和代謝過(guò)程密切相關(guān)。因此，具有優(yōu)異傳感性能（包括高溫響應靈敏度、優(yōu)異的動(dòng)態(tài)穩定性和強大的可拉伸性）的導電水凝膠基可穿戴溫度傳感器對于我們日常使用中的精確溫度監測至關(guān)重要。導電水凝膠作為可穿戴溫度傳感器具有柔韌性、生物相容性、電學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)時(shí)精確溫度監測有幾個(gè)值得關(guān)注的應用場(chǎng)景。在本綜述中，研究人員討論并總結了基于導電水凝膠的可穿戴溫度傳感器的幾個(gè)代表性應用場(chǎng)景，包括體溫監測、傷口溫度監測和疾病監測。
基于導電水凝膠的可穿戴溫度傳感器在體溫檢測中的應用
基于導電水凝膠的可穿戴溫度傳感器在傷口溫度檢測中的應用
基于導電水凝膠的可穿戴溫度傳感器在疾病監測中的應用
總而言之，導電水凝膠由于其優(yōu)異的特性，例如高導電性、極好的柔韌性、生物相容性、優(yōu)異的機械性能和可調諧性，是各種可穿戴傳感器的理想材料。在溫度傳感應用中，導電水凝膠具有更大的發(fā)展潛力。因此，在這篇綜述中，研究人員總結和討論了基于導電水凝膠的可穿戴溫度傳感器的最新進(jìn)展。盡管在這一領(lǐng)域已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，但仍有一些挑戰需要解決，包括確保無(wú)縫系統集成、長(cháng)期穩定性、有效的自供電和成功的商業(yè)化。
盡管存在上述問(wèn)題，但研究人員堅信導電水凝膠在溫度傳感方面具有前所未有的應用價(jià)值。作為一種具有“無(wú)限”潛力的材料，導電水凝膠目前吸引著(zhù)來(lái)自世界各地不同研究領(lǐng)域的科學(xué)家，他們正在積極研究其基礎科學(xué)，并促進(jìn)其在人類(lèi)生活各個(gè)方面的應用。未來(lái)，具有高靈敏度、多傳感能力/多功能、自供電和可持續性的先進(jìn)導電水凝膠基可穿戴溫度傳感器的開(kāi)發(fā)將改變人類(lèi)健康監測，并有望在醫療保?。ɡ缈纱┐鳒囟群蛻儚秃蟼鞲衅鳎?、環(huán)境監測（例如醫療器械涂層）、治療學(xué)（例如多功能給藥系統）、增強現實(shí)（AR）/虛擬現實(shí)（VR）中發(fā)揮重要作用。
