基于荧光水凝胶的功能表面器件

摘要

基于水凝胶体系的功能材料及应用发展迅速,在包括组织工程、能源存储、柔性器件等领域展现出广阔的应用前景。采用聚乙烯醇、壳聚糖和琼脂糖构建水凝胶主体结构,并添加羟乙基纤维素增塑保湿,添加碳量子点赋予材料荧光效应。制备获得了兼具有优良的自修复性能和优异拉伸性能的多网络结构水凝胶,具有高达33 MPa的拉伸强度并能够在多种媒介环境下实现快速的自修复,在空气中60 s自修复效率达93%。研究发现复合水凝胶材料的荧光强度同表面所受压强呈负相关性,而同其拉伸伸长率呈正相关。数据拟合证实,通过检测水凝胶的荧光强度可以监控其变形率,而结合水凝胶和仿壁虎表面结构制备出能够黏附于多种表面的压强检测器,通过对器件荧光强度的检测能够探测液下环境压强。该研究拓展了荧光水凝胶材料的应用途径,有望用于液下压强探测、工程结构失效监控等。