Fuldt hydrofob ionogel udviklet til bærbar undervandssensor og kommunikator

Smart Polymer Materials-gruppen ledet af professor Chen Tao ved Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) under det kinesiske videnskabsakademi (CAS) har udviklet en fuldt hydrofob ionogel, som muliggør højeffektive bærbare undervandssensorer og kommunikatorer under vandet operationer. Undersøgelsen blev offentliggjort i Materialer Horisonter .

Bærbar undervandssensorteknologi er uundværlig til undervandsdrift, såsom havressourceudforskning, undervandsredning og undervandskonstruktion, på grund af dens afgørende rolle i at sikre sikkerhed og forbedre effektiviteten af ​​driften ved at detektere forskellige signaler.

Takket være dets fordele i justerbare mekaniske egenskaber, biokompatibilitet og multifunktionalitet, ionledende gel er blandt de mest lovende materialer til bærbare sensorer under forhold med lav luftfugtighed. Imidlertid, på grund af ustabiliteten af ​​ionledende gel under langsigtede omgivelser med høj luftfugtighed, Det er fortsat udfordrende at udvikle bærbare sensorer, der bruges til undervandsmåling baseret på den ionledende gel.

I dette studie, forskere ved NIMTE udviklede en fuldt hydrofob ionledende ionogel via et-trins polymerisation af hydrofobe monomerer i et hydrofobt IL-opløsningsmiddel.

Som en bærbar undervandssensor, den fremstillede ionogel viste fremragende langtidsstabilitet under vand. Diffusionsbarrieren baseret på fuldt hydrofob struktur gav den enestående anti-kvældningskapacitet og undertrykte diffusionen af ​​ioner effektivt. De gode hydrofobe egenskaber forbedrede vedhæftningen af ​​ionogel i undervandsmiljøet ved at ødelægge hydreringslaget.

Derudover den forberedte ionogel udviste høj følsomhed, bredt belastningsområde, overlegen reaktionsevne og holdbarhed. Som en demonstration, det kan nøjagtigt detektere kropsbevægelser af mennesker og vandlevende liv i det komplekse undervandsmiljø, viser anvendelsespotentialet inden for kropsholdningsovervågning og biologisk forskning.

I kraft af morsekodens kodningsprincip, en enkel og effektiv undervandskommunikator blev foreslået ved at matche fingerbøjningsstatus til de specifikke betydninger (''prikker'' og ''streger'') og overvåge disse fingerbøjningsbevægelser under vandet. Gennem den kontinuerlige kombination af fingerbøjningsstatus, en række undervandsmeddelelser kan leveres effektivt.

Den fuldt hydrofobe ionogel viser et stort potentiale i marine applikationer baseret på dens fremragende undervandsføling og kommunikationsydelse, og det giver også en nem og effektiv rute til udvikling af næste generations bærbare undervandssensorer og kommunikatorer.