التقدم الأخير في الهلامات الموصلة المستندة إلى البوليمرات الحيوية الطبيعية لأجهزة الاستشعار القابلة للارتداء وأجهزة الطاقة: المواد والهياكل والأداء

الهلامات الموصلة المستندة إلى البوليمرات الحيوية الطبيعية، التي تجمع بين ميزات متجددة وغير سامة، والبيئة الحيوية القابلة للتحلل للبوليمرات، ومرونة ممتازة وتوصيل كهربائي للهلامات الموصلة، تُظهر إمكانات كبيرة في تطبيقات أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء والتمدد. مقارنةً بالركائز المرنة التقليدية المشتقة من البوليمرات المستندة إلى المواد البترولية، فإن الهلامات الموصلة المكونة من شبكات بوليمرية مترابطة مستمرة وكمية كبيرة من الماء تعرض مزيجًا رائعًا من التمدد والتوصيل لأن شبكات البوليمر تمنح الهلامات مرونة ميكانيكية والماء يوفر لها خاصية نقل أيوني متتابع. وعلى عكس البوليمرات المستندة إلى المواد البترولية، فإن البوليمرات الحيوية المستخرجة من الموارد البيولوجية التي تتمتع بالتوافق الحيوي وقابلية التحلل تعتبر عادةً مرشحة مناسبة لبناء الأجهزة القابلة للارتداء. على سبيل المثال، تُختار البوليمرات الحيوية مثل السليلوز، والكيتوزان، والفيبروين الحريري عادةً كمرشحات واعدة لبناء الهلامات الموصلة، مما يمنح الهلامات الخصائص الميكانيكية المحسنة والتوافق الحيوي الملحوظ. تلخص هذه المراجعة التقدم الأخير للهلامات الموصلة المستندة إلى البوليمرات الحيوية الطبيعية المستخدمة في أجهزة الاستشعار الكهربائية مع مجموعة من البوليمرات الحيوية النموذجية بما في ذلك السليلوز، والكيتوزان، والفيبروين الحريري، والجلاتين. تُظهر الهياكل الكيميائية والخصائص الفيزيائية الكيميائية للبوليمرات الحيوية الأربعة النموذجية، وتتم مناقشة تطبيقاتها في أجهزة استشعار الهلام الموصلة المتنوعة بالتفصيل. أخيرًا، تمت مناقشة التحديات المتبقية والتوقعات.