来源：中国科学院 / 编辑：ZHANG Nannan
中国科学院宁波材料技术与工程研究所（NIMTE）陈涛教授领导的研究人员开发了一种防冻有机水凝胶，将其用作电极制备摩擦电纳米发电机（TENG），在-30℃下实现高效人机交互。研究结果发表在《Nano Energy》杂志上。
论文网址：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106614
人机交互在移动通信、物联网智能医疗和智能机器人领域发挥着越来越重要的作用。聚合物凝胶作为制备下一代柔性人机交互器件的候选材料，引起了研究人员的极大关注。然而，基于传统聚合物凝胶的器件在零度以下会变脆，离子导电性差，限制了其实际应用。
在自然界中，许多生物可以通过阻止冰晶在细胞中形成而在极冷的环境中生存。受树蛙等防冻生物的启发，NIMTE的研究人员开发了一种防冻有机水凝胶，由聚丙烯酰胺/纳米粘土网络组成，并被乙二醇（EG）/水吸收。
通过在乙二醇/水二元溶剂中对水凝胶进行溶剂置换，制备了有机水凝胶。得益于乙二醇/水二元溶剂的抗冻性能，该有机水凝胶在-30℃下表现出优异的导电性、拉伸性、透明性和愈合效率。
此外，以有机水凝胶为电极制备了有机水凝胶TENG。五个TENG被进一步固定在手指上作为自供电传感器，以实现人机交互键盘。
当键盘与表面接触时产生的电压信号被收集、编码，然后被解释成字母和标点符号显示在显示器上。借助这种自供电的灵活键盘，在-30℃下成功地演示了打字。
这项研究有助于在军事应用、极地科学研究和智能机器人领域开发防冻软材料、自供电传感器和可穿戴人机交互设备系统。
这项工作得到了国家自然科学基金、中国科学院前沿科学研究重点项目、中国省浙江省自然科学基金、宁波科技创新2025大项目等项目的支持。
设计有机水凝胶 TENGs 以实现人机交互键盘。 （图片由 NIMTE 提供）
原文网址：https://english.cas.cn/newsroom/research_news/chem/202111/t20211123_292647.shtml
声明：本文由 Cpolymer 编译，中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。
