此外 ， 具有自粘能力的WFE可以直接附着在人体的皮肤 ， 心脏和其他组织上 ， 而无需额外的胶带和绑带 ， 这在长期的实际应用中会导致操作过程复杂 。 因此 ， 仍然非常需要自愈和自粘WFE的制备 ， 并且有待解决 。
为了研究P（NaSS-co-DMAEA-Q-co-UM）水凝胶的自愈性能 ， 将水凝胶浸入2.0 M NaCl溶液中带着罗丹明B染料或亚甲基蓝 ， 即可直接观察其自愈行为 。 将红色和蓝色水凝胶均切成两部分 ， 然后将一个红色部分与蓝色部分立即接触 。 如图6a所示 ， 5分钟后 ， 水凝胶在室温下修复 ， 然后可以拉伸自愈的水凝胶 。 图6b中的应力-应变曲线表明 ， 原始水凝胶的σb= 9 kPa和εb= 420％ ， 自愈水凝胶的σb= 6 kPa和εb= 270％ 。 水凝胶的自愈效率在拉伸强度方面约为70％ ， 在拉伸应变方面约为65％ 。
图6（a）P（NaSS-co-DMAEA-Q-co-UM1％）水凝胶的自愈能力 。 （b）原始和自愈的P（NaSS-co-DMAEA-Q-co-UM1％）水凝胶在室温下以25 mm min-1的应变速率的应力-应变曲线 。 （c）水凝胶在人体皮肤 ， 塑料 ， 金属和玻璃上的自粘性能 。 （d）使用猪皮肤组织表面的搭接剪切测试的照片 。 （e）在不同基质上具有不同UM含量的P（NaSS-co-DMAEA-Q-co-UM）水凝胶的搭接剪切强度测试结果 。 （f）在不同基材上不同情况下P（NaSS-co-DMAEA-Q-co-UM1％）水凝胶的搭接剪切强度测试结果 。
3.7电导率特性及其作为传感器的应用
具有优异的自修复性能 ， 高拉伸性和机械强度的导电水凝胶可潜在地用于WFE 。 水凝胶的离子电导率可达到10-1至101 S m-1 ， GF达到1- 10 。 因此 ， 其电导率可以满足其在传感器中的应用要求 。
P（NaSS-co-DMAEA-Q-co-UM）水凝胶具有出色的离子电导率 。 由于拉长的形状和减小的水凝胶横截面积 ， 水凝胶的电阻随应变的增加而增加（分别为图7a和b） 。 P（NaSS-co-DMAEA-Q-co-UM1％）水凝胶在室温下浸入H2O ， 0.5 M NaCl和2.0 M NaCl溶液后的离子电导率分别约为0.27、0.94和3.06 S m-1分别（图7c） 。
图7（a和b）在循环加载/卸载测试期间 ， 多两性电解质水凝胶的电阻变化 ， 应变在0到300％之间变化 。 （a）具有不同UM含量的P（NaSS-co-DMAEA-Q-co-UMx）水凝胶：0 ， 0.5％ ， 1％ ， 10％ 。 （b）将P（NaSS-co-DMAEA-Q-co-UM1％）浸入0.5 M NaCl溶液或2.0 M NaCl溶液中 。 （c）不同UM含量的水凝胶的电导率 。 （d）UM含量不同的水凝胶的相对电阻变化（R-R0/R0）作为施加应变的函数 。
然后将可穿戴式应变传感器组装并直接连接到手指的指关节 ， 如图8a所示 。 当手指弯曲到0° ， 30° ， 60°和90°的各种角度时 ， 可以通过监视的电阻变化精确反映手指的弯曲 。 当手指保持一定角度时 ， 应变传感器的电阻值稳定 。 图8b-d说明了在弯曲角度不同的情况下 ， 附着在手腕 ， 肘关节和颈部关节上的应变传感器的相对电阻变化 ， 这可以区分并监视腕部 ， 肘关节和颈部关节的不同弯曲角度 ， 分别表示应变传感器的传感可靠性 。
图8（a–d）用作穿戴式应变传感器的P（NaSS-co-DMAEA-Q-co-UM1％）水凝胶的实时相对电阻变化 ， 用于监测各种人类活动 ， 包括（a）手指弯曲 ， （ b）肘部弯曲 ， （c）颈背弯曲 ， 和（d）手腕弯曲 。
P（NaSS-co-DMAEA-Q-co-UM）水凝胶在切成两段后自愈后可以恢复其原始电导率 。 如图9a所示 ， 原始水凝胶与电路中的绿色发光二极管（LED）指示器串联连接 ， 并且LED可以点亮 。 将水凝胶切成两半后 ， LED立即熄灭 。 然后 ， 将两个分开的水凝胶片放在一起5分钟 ， 使其在室温下愈合 ， 即使将水凝胶拉伸100％ ， LED也再次点亮 。 这表明水凝胶不仅可以修复其机械损伤 ， 而且可以恢复离子电导率 。 在图9b和c中进一步证明了水凝胶的自愈作用 。 当水凝胶处于原始 ， 切割和自愈状态 ， 应变为0％和100％时 ， 水凝胶的电阻值变化分别为53％ ， 80％和47％ 。 当水凝胶自愈时 ， 水凝胶的电阻几乎恢复到原始值 ， 这表明水凝胶的自愈效果是完美的 。
图9（a）包含P（NaSS-co-DMAEA-Q-co-UM1％）水凝胶的电路 ， 该电路凝胶浸泡在2.0 M NaCl溶液中 ， 串联绿色LED指示灯：原始 ， 切割 ， 自愈和100％应变 经过自我修复 。 （b）将浸入2.0 M NaCl溶液中的P（NaSS-co-DMAEA-Q-co-UM1％）水凝胶用于检测自愈前后的信号变化 。 （c）来自水凝胶自愈过程的信号 。 （d）来自水凝胶形状记忆过程的信号 。 （e）形状恢复对P（NaSS-co-DMAEA-Q-co-UM1％）的电阻的影响 。
参考文献：
doi.org/10.1039/D0TA08664A
【传感器|西南交通大学周绍兵：盐响应三重形状记忆的水凝胶可穿戴设备用于监测人体健康】