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  離子導(dǎo)電水凝膠纖維具有優(yōu)異的電性能、機(jī)械柔韌性和良好的可織性，在柔性電子、傳感器網(wǎng)絡(luò)、能量收集/存儲設(shè)備等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，影響離子導(dǎo)電水凝膠纖維廣泛應(yīng)用的兩個(gè)主要挑戰(zhàn)為開發(fā)簡便的大規(guī)模制造方法和提高其在使用過程中的穩(wěn)定性。在制備方面，由于水凝膠及其前體的可紡性較差，難以將其大規(guī)模制造為米級長度的纖維；此外，傳統(tǒng)的策略依賴于繁瑣的生產(chǎn)程序和大量的溶劑消耗，不符合綠色化學(xué)的趨勢。并且從使用穩(wěn)定性的角度來看，離子導(dǎo)電水凝膠纖維長期暴露在環(huán)境中會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的脫水從而失效，即使水凝膠纖維可以通過其他彈性材料進(jìn)行包覆，但大多數(shù)包封策略存在模量失配、界面附著力弱等問題，容易導(dǎo)致包封層的剝落或異常斷裂。因此，開發(fā)一種環(huán)保高效的策略來制造具有穩(wěn)定封裝結(jié)構(gòu)的離子導(dǎo)電水凝膠纖維就顯得尤為重要。

圖1.超可拉伸離子凝膠和自封裝離子凝膠基纖維的設(shè)計(jì)原理

圖2.多級拉伸和浸取提拉法制備離子凝膠纖維

圖3.仿生蛛網(wǎng)傳感器的制備及對于不同昆蟲運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測

  該工作為制造穩(wěn)定的功能化離子纖維開辟了一條便捷的途徑，將有望結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)，以廣泛部署的仿生傳感器為基礎(chǔ)可實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的高精度定位、識別和運(yùn)動(dòng)特征監(jiān)測，可應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)害蟲監(jiān)測和國土安全偽裝偵察等領(lǐng)域。此外，圍繞構(gòu)建傳感器、信號處理電路、通信模塊和可視化終端在內(nèi)的集成系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)野外無線監(jiān)測還需進(jìn)一步深入研究。相信基于應(yīng)力誘導(dǎo)自適應(yīng)相變策略和制備自封裝離子凝膠纖維將對下一代柔性電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)產(chǎn)生啟發(fā)。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-44848-5