جل هيدروجيل مزدوج الأنكرا المعزز بالالتصاق على الواجهة للجلد الإلكتروني المقاوم للإجهاد من أجل واجهة الدماغ الحاسوبية المدفوعة بالوعي

الملخص: تتطلب الدوائر المرنة المعتمدة على الجل هيدروجيل التصاقًا قويًا ومتينًا بين المواد الصلبة والطرية وأداءً كهربائيًا حساسًا للإجهاد وقدرات موثوقة في نقل الإشارات الرقمية والتناظرية لتمكين تطبيقات الجلد الإلكتروني (e-skin) عالية الأداء. هنا، طورنا هيدروجيل AgNSs/AA-DMAPS القابل للطباعة بتقنية ثلاثية الأبعاد مع لزوجة قابلة للتعديل من خلال استراتيجية قفل مزدوج، حيث تخلق صفائح الفضة النانوية (AgNSs) الالتصاق النانوي عن طريق تشكيل شبكات هيدروجيل مترابطة ديناميكيًا. يُظهر الهيدروجيل الناتج حساسية منخفضة للإجهاد ضمن إطالة تصل إلى 500%، وتوصيلية كهربائية عالية (>16 × 10^4 S/m)، وخصائص التصاق متعددة على الواجهة متفوقة. من الجدير بالذكر أن تصميم القفل المزدوج يمكّن من الربط الديناميكي مع الأسطح المعدنية (حوالي 450 kPa)، مما يسمح باللحام الذاتي مع الأجهزة دون معالجة. تظهر الدوائر المرنة المطبوعة باستخدام هيدروجيل AgNSs/AA-DMAPS وظيفة التواصل القريب (NFC) والشحن اللاسلكي، حيث يمكن للدوائر المطبوعة المرنة (FPC) نقل إشارات عالية السرعة تصل إلى 8 ميغاهرتز مع الحفاظ على فعالية نقل إشارات الصور تحت إجهاد 50%. يوفر الجلد الإلكتروني المبتكر بدعم من هذا الهيدروجيل مراقبة لإشارات EEG. في مهام تصنيف الوعي باستخدام الجلد الإلكتروني BCI، حقق نموذج CNN-LSTM المقترح دقة بنسبة 90.8% عبر ست فئات. تم نشر نظام التصنيف على خادم محلي للتحكم في المناورة الروبوتية، مما يتيح حركة يد روبوتية يتحكم فيها EEG في الوقت الحقيقي من خلال نماذج محلية. يفتح هيدروجيل AgNSs/AA-DMAPS القائم على جلد BCI آفاقًا جديدة لتطبيقات مراقبة الدماغ اليومية واستكشاف أنماط تقدم الأمراض النفسية العصبية.