機械的強度、長期抗菌性、およびウェアラブルひずみ/圧力センサーの自己回復能力を備えた皮膚に触発されたナノファイブリル化セルロース強化ヒドロゲル

触覚、柔軟性、および人間の親和性の特性を備えた電気皮（Eスキン）の出現は、インテリジェントロボットや健康モニタリングなど、広範な研究分野でかなりの注目を集めており、ハイドロゲル、多機能E-の固有の脆性を改善します。皮膚は、テンポ-NFCと共有結合ポリアクリルアミド（PAM）ネットワークを含む製造されました。この研究では、長期抗菌剤および導電性フィラーとしての銀ナノ粒子（AGNP）をNFCナノファイバーにコーティングしました。その後、このナノコンポジットのヒドロゲルは、透過性繊維ネットワークとしてのPNAG繊維を使用したAMモノマーのフリーラジカル共重合により合成されました。重要なことに、NFCが存在する場合、ナノコンポジットヒドロゲルは優れた機械的性能と優れた自己回復能力を示しました。優れた機械的安定性とセンシング性能を備えた得られたセンサーは、人間の動きの機械伝導信号を検出できます。この作業は、高抗菌効率、優れた機械性能、およびヒューマンモーション検出およびインテリジェンススキンにおける広範なアプリケーションのためのデュアルモーダルナノセルロースベースのヒドロゲルセンサーを準備するための実行可能な方法を提供します。

The advent of electric skins (E-skin) with tactile sensation, flexibility, and human affinity characteristics have attracted considerable attention in extensive research fields, including intelligent robots and health monitoring, etc. To improve the intrinsic brittleness of hydrogels, a multifunctional E-skin was fabricated involving a TEMPO-NFC and a covalently cross-linked polyacrylamide (PAM) network. In this work, silver nanoparticles (AgNPs) as long-term antibacterial agent and conductive fillers were coated onto NFC nanofibers. Subsequently, this nanocomposite hydrogel was synthesized by free radical copolymerization of AM monomers with PNAg fibers as interpenetrating fibers network. Importantly with NFC present, the nanocomposite hydrogel exhibited superior mechanical performance and excellent self-recovery ability. The obtained sensor with excellent mechanical stability and sensing performance could detect mechanotransduction signal of human movements. This work provides a practicable method to prepare high antibacterial efficiency, excellent mechanical performance, and dual-modal nanocellulose-based hydrogel sensor for the broad-range application in human-motion detection and intelligence skins.