Hidrogel: Nosivi senzori visokih performansi

Hidrogel: Nosivi senzori visokih performansi

Ovu recenziju je napisao dr Veiking Song sa Odeljenja za hemiju, Capital Normal University. Objavljen u National Science Review, rad je pregledao žilavost i provodnu mrežu postojećih hidrogel senzora. Naglasio je status razvoja različitih hidrogel senzora i istakao strategije za poboljšanje njihovih mehaničkih i električnih performansi. Nalazi su dragoceni za projektovanje komponenti i struktura hidrogel senzora visokih performansi koji se mogu nositi.

Sve veća potražnja za IoT uređajima u zdravstvu podstiče razvoj nosive elektronike. Elektronske kože imaju mekoću, rastezljivost i svojstva samoizlečenja, što ih čini idealnim za različite primene. Hidrogelovi, sa svojstvima sličnim ljudskoj koži, postali su interesantni zbog svoje fleksibilnosti i sposobnosti da precizno detektuju deformacije. Hidrogelovi se takođe mogu popraviti kroz različite reakcije, nudeći veliki potencijal za razvoj senzora zasnovanih na hidrogelu.

3D mreža hidrogelova kombinuje svojstva čvrste supstance sa efikasnim transportom supstance kroz vodene faze. Ojačani hidrogelovi, uključujući dvomrežne, hidrofobne povezane i kompozitne hidrogelove, ojačani su fizičkim ili hemijskim umrežavanjem, što rezultira povećanom duktilnošću i žilavošću.

To ih čini pogodnim za integraciju u elektronske uređaje koji se mogu prilagoditi istezanju ljudske kože ili zglobova. Ugrađivanje elektronskih provodnika ili jona u hidrogelove formira provodne hidrogelove, povećavajući provodljivost i doprinoseći strukturi matrične mreže. Elastična matrica i provodna komponenta su od suštinskog značaja za provodne hidrogelove.

Ovaj rad zaključuje napredak hidrogel senzora i ukazuje na ključne naučne i tehničke probleme koji zahtevaju dodatna istraživanja. U radu se tvrdi da optimalni hidrogel senzor treba da pokaže otpornost u teškim okruženjima, da poseduje odličnu otpornost na vlagu i ekspanziju, da pokaže kompatibilnost sa ljudskom kožom i da pokaže karakteristična mehanička i električna svojstva.

Štaviše, trebalo bi da bude sposoban za inteligentnu obradu podataka kako bi ispunio zahteve svakodnevnog života. Uprkos postignutom napretku, postojeći hidrogel senzori nailaze na izazove i zahtevaju kontinuirano istraživanje i razvoj kako bi se postigla uspešna integracija, pakovanje i druge osnovne tehnologije.

Ovaj pregled naglašava tehnike koje imaju za cilj poboljšanje mehaničkih i električnih sposobnosti hidrogel senzora kako bi se ispunili budući zahtevi nosivih uređaja. Takav napredak ima potencijal da proširi horizonte inteligentnog praćenja zdravlja, veštačke inteligencije, virtuelne stvarnosti i doprinese napretku interakcije čoveka i računara i veštačkih udova.