刺激响应多功能复合凝胶的设计、制备以及在智能皮肤中的应用

基本信息
批准号:51733003
项目类别:重点项目
资助金额:300.00
负责人:武培怡
学科分类:
依托单位:复旦大学
批准年份:2017
结题年份:2022
起止时间:2018-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:雷周玥,孙文慧,王雄伟,孙华圳,贾炜,吕飞,周媛媛,胡波剑
关键词:
结构设计设计合成相分离功能材料水凝胶
结项摘要

Interest in the field of Internet-of-Things (IoT) has witnessed exponential growth in the worldwide over the past few years due to its great application prospects. One of the key technologies is to establish a large-scale perceptual network. In recent years, the concept of intelligent skin (electronic skin and ionic skin) has been put forward, which is an effective way to collect and identify various information (including people’s and objects’) in the IoT. However, besides acquiring sensitive and stable signals, profound challenges remain in achieving good mechanical adaptability of the intelligent skin, e.g., low modulus, high toughness, stretchability, easy processing, self-healing and matching with the dynamic surfaces. Inspired by the design of ionic skin, we propose to develop novel intelligent skin based on stimuli-responsive multifunctional composite gels. Compared with organic/inorganic semiconductors in the electronic skin, gels have an advantage of broadly adjustable mechanical properties, and it is easy to introduce stimulus responses and thus achieve multiple perceived abilities. In this project, two dimensional correlation spectroscopy will be used to analyze the relationship of the molecular structures - molecule motions - macroscopic properties. Then the gels with special mechanical and stimulus-responsive behavior will be prepared, and the low-cost, biocompatible, mechanically adaptable, multi-responsive and large-area wearable intelligent skin will be fabricated, which might provide a novel route to build large-scale IoT.

物联网由于其巨大应用前景越来越受到世界各国广泛重视,其中的关键技术之一是建立大规模信息感知层。近年来新兴的智能皮肤技术(电子皮肤和离子皮肤)是实现物联网中人与物信息采集和识别的有效途径。目前智能皮肤发展中的重大挑战是在获得灵敏稳定的信号之外,如何进一步实现良好力学适应性,包括低模量、高韧性、可拉伸、易加工、自修复以及保持与动态界面的高度匹配。根据离子皮肤的设计思路,申请人拟发展基于刺激响应多功能复合凝胶的新型智能皮肤,相比传统电子皮肤中的有机/无机半导体材料,凝胶具有力学性能可广泛调节的优势,并且易于引入刺激响应功能,集合多种感知能力。本项目将通过二维相关光谱分析建立凝胶中微观分子结构-分子运动-宏观性能之间的关系,进而制备具有特殊力学行为和刺激响应功能的凝胶材料,构筑低成本、生物相容、力学适应性好、集合多种感知能力、可大面积穿戴的新型智能皮肤,为未来大规模物联网的构筑提供新途径。

项目摘要

本重点项目从理解并精准调控动态(高分子与小分子、高分子与其它高分子)相互作用的角度出发,设计了多个高分子动态交联体系,通过模拟人体皮肤的优异综合力学性质和高度智能感知响应功能,制备的智能材料及其器件在物联网、人工智能、可穿戴设备以及软物质机器人等领域都受到广泛关注和应用。.项目的关键点是要克服传统智能传感材料的刚性、不可折叠拉伸、破坏后不易自修复等弊端,发展大面积、低成本、轻质化、高灵敏、具有良好力学适应性以及多种感知能力的智能材料。为实现上述目标,在重点项目的支持下,本课题组研究人员受到人体皮肤组成以及传感原理的启发,结合柔性、可拉伸、可自修复的电子/离子传输材料,发展了一系列可模拟人体皮肤功能的电子皮肤或离子皮肤设备。相关工作取得了丰富的成果,发表了一批高质量成果。部分核心内容先后发表在Joule、Matter、Science Advances、 Nature Communications(5篇)、Advanced Materials(5篇)、Angew. Chemie (2篇)等领域最顶级刊物上。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
3

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
4

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
5

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018

武培怡的其他基金

批准号:20774022
批准年份:2007
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:51473038
批准年份:2014
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:21674025
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:20274010
批准年份:2002
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:21274030
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51073043
批准年份:2010
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:50103003
批准年份:2001
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20934002
批准年份:2009
资助金额:200.00
项目类别:重点项目
批准号:20573022
批准年份:2005
资助金额:28.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

基于聚离子液体的多重刺激响应型智能水凝胶的设计和应用

批准号:21805031
批准年份:2018
负责人:冯雪凌
学科分类:B0506
资助金额:25.30
项目类别:青年科学基金项目
2

智能响应的功能核酸-水凝胶的设计及其在可视化检测中的应用

批准号:21205100
批准年份:2012
负责人:朱志
学科分类:B0404
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

多功能刺激响应发光分子的设计合成

批准号:21905177
批准年份:2019
负责人:黄光熙
学科分类:B0503
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
4

多刺激响应型纳米复合药物载体的设计和制备

批准号:51603081
批准年份:2016
负责人:肖旺
学科分类:E0308
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目