近日，我院化工系郭赞如教授/聂玉静副教授围绕多功能柔性传感材料的设计与应用开展系统研究，相关成果发表在《Chemical Engineering Journal》等国际权威期刊上。
一、可拉伸、快速黏附、高效自愈合离子凝胶：可穿戴传感与长期电生理信号监测
针对离子凝胶难以兼顾力学性能、长期耐久性、高自愈合效率与快速黏附等问题，课题组将离子液体（IL）与可聚合离子液体（PIL）同时引入网络，并采用含动态受阻脲键（HUBs）的交联剂，制备了具有纳米畴结构的多功能离子凝胶。该离子凝胶具有高拉伸性（1027.78%）和可调超软特性（杨氏模量可调至 129.30 kPa），自愈合效率在 1 h 内高达 99.13%，可在 3 s 内黏附于多种基底，表现出快速、可重复且牢固的黏附能力。基于该离子凝胶的传感器具有高灵敏度（GF = 5.98）和优异传感稳定性（超过 1000 次循环），可在空气和水下精确监测多种人体运动；其生物电位电极可长期稳定（超过 6 个月）检测人体 ECG 和 EMG 信号，信噪比高于商用电极，为可穿戴传感器和皮肤生物电子学提供了新思路。该成果以“Stretchable, rapid adhesion and high-efficient self-healing ionogels for wearable sensing and long-term electrophysiological signal monitoring 及 Highly Stretchable”为题发表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.180102）上。我院2025级研究生王霞为论文第一作者，郭赞如教授为论文通讯作者，闽南师范大学为第一通讯单位。
二、生物相容、高拉伸、可重复使用的 MoS2基水凝胶：多传感与生物电信号监测
针对水凝胶难以同时兼具生物相容性、高拉伸、黏附、与组织力学匹配及可重复使用等难题，课题组以 MoS2 杂化物和含动态二硫键的交联剂，通过自由基聚合制备了多功能水凝胶。MoS2杂化物的引入使水凝胶兼具高拉伸性（2694%）、超软性（杨氏模量 7.3 kPa）和良好导电性（0.37 S/m），并对猪皮、铜等多种基底表现出强黏附（铜上剥离强度达 396.9 N/m）。基于 MH 的传感器可检测应变、压力和温度变化，对应灵敏度分别为 9.29（500%–700% 应变）、16.54 kPa-1和 2.91 °C-1（10–30 °C），并具备汗液传感能力。此外，该水凝胶可作为生物电位电极用于心电图（ECG）和肌电图（EMG）信号检测，信噪比优于商用电极；经再加工及 10 次脱水—再水化循环后，其力学与传感性能仍可恢复，展现出在可穿戴传感器和皮肤生物电子学中的应用潜力。该成果以“Biocompatible, highly stretchable, and reusable MoS2-based hydrogel for multisensing and bioelectrical signal monitoring” 为题发表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.179709）上。我院2021级研究生林纯青为论文第一作者，郭赞如教授为论文通讯作者，闽南师范大学为第一通讯单位。
三、仿生不对称夹层结构凝胶：按需黏附、自清洁的可靠应变传感器
针对离子凝胶传感器难以兼顾按需黏附/脱附、高导电、超疏水与自清洁等问题，课题组受生物材料天然多层结构启发，构建了由温度触发黏附层（TA）、离子导电层（IC）和超疏水自清洁层（SC）组成的不对称夹层结构凝胶（ASSG）。其中，TA 层通过硬脂基甲基丙烯酸酯（SMA）与 4-羟基丁基丙烯酸酯（HBA）共聚实现温度触发的黏附切换；IC 层以 [BMIM][TFSI] 离子液体赋予高离子电导率；SC 层由氟化 TiO2纳米颗粒构建超疏水表面并阻隔离子液体泄漏。得益于三层协同，ASSG 在空气和水下均表现出快速热响应黏附、高拉伸性（断裂伸长率 846.5%）、快速自恢复（10 min）和优异自清洁能力，基于该凝胶的传感器具有高灵敏度（GF = 0.965）、宽传感范围（0–700%）、快速响应（130 ms）和长期稳定性（超过 6 个月），可实现细微运动检测与水下通信。该成果以“Asymmetric sandwich structural gel with temperature-triggered adhesive and superhydrophobic layers for on-demand adhesion/detaching, self-cleaning and reliable strain sensor” 为题发表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.166756）上。我院2023级研究生刘建美为论文第一作者，郭赞如教授、聂玉静副教授为论文共同通讯作者，闽南师范大学为第一通讯单位。
四、高拉伸、自愈合、超软弹性体：空气与水下快速黏附
针对超软弹性体难以同时兼具高拉伸、自愈合、韧性和快速黏附等问题，课题组通过商用丙烯酸酯单体的一步光引发共聚，合成了具有应变增强行为的超软弹性体，其杨氏模量低至 28.7 kPa。得益于软硬相协同及偶极—偶极相互作用、氢键等多级动态相互作用，该弹性体具有高拉伸性（伸长率 2815%）、快速恢复（3 min）、高抗裂性和自愈合能力，并在空气和水下均对多种基底表现出快速（接触时间 3 s）、可重复且牢固的黏附。基于该弹性体的传感器可实现人体运动与手写动作检测，为多功能超软弹性体的简易制备及其在超软电子器件中的应用提供了新策略。该成果以“Self-Healing, Supersoft Elastomers Possessing Rapid Adhesion in Air and Under Water”为题发表在ACS Applied Polymer Materials（https://doi.org/10.1021/acsapm.4c03692）上。我院2022级研究生袁洪铭为论文第一作者，郭赞如教授、聂玉静副教授为论文共同通讯作者，闽南师范大学为唯一通讯单位。
上述系列研究得到国家自然科学基金、福建省自然科学基金等项目的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.180102
https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.179709
https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.166756
https://doi.org/10.1021/acsapm.4c03692
（图/文：王霞、林纯青、刘建美、袁洪铭）
