Растяжимые и трещиностойкие проводящие гидрогели для гибких датчиков давления и деформации

Гибкие датчики давления и деформации перспективны для применения в носимых и имплантируемых устройствах, мягкой робототехнике и искусственной коже. По сравнению с гибкими датчиками на основе композитов из наполнителя и эластомера проводящие гидрогели обладают преимуществами благодаря биомиметическим структуре и свойствам, а также биосовместимости. Разнообразие химических и структурных решений позволяет широко варьировать свойства и характеристики проводящих гидрогелей в соответствии с требованиями практического применения. Для создания датчиков давления и деформации различных типов, включая резистивные и ёмкостные, разработано множество гидрогелей с электронной или ионной проводимостью. Чувствительность, надёжность и стабильность гидрогелевых датчиков зависят от структуры сетки и механических свойств гидрогеля. В обзоре основное внимание уделено трещиностойким проводящим гидрогелям для гибких датчиков. Кратко рассмотрены основные стратегии создания растяжимых, прочных, трещиностойких и самовосстанавливающихся гидрогелей, поскольку они помогают разрабатывать трещиностойкие проводящие гидрогели. Далее представлен общий обзор различных проводящих гидрогелей. Подробно рассмотрены недавние достижения в разработке трещиностойких проводящих гидрогелей с тщательно спроектированной структурой сетки и их сенсорные характеристики. Также рассмотрен ряд датчиков на основе проводящих гидрогелей и их применение в носимых устройствах. В заключение представлены перспективы развития гибких датчиков на основе проводящих гидрогелей и их применения.