Fibras de Hidrogel Topológicas de Anel Deslizante de Dupla Rede: Fabricação e Aplicação em Sensores

Fibras de hidrogel condutivas e esticáveis são cruciais para eletrônicos flexíveis, no entanto, sua fabricação contínua e adaptabilidade mecânica permanecem desafiadoras, o que dificulta a aplicação generalizada. Neste trabalho, redes de coordenação de alginato de sódio e redes topológicas de anel deslizante foram combinadas para melhorar a fiação e as propriedades mecânicas de fibras de hidrogel de dupla rede para sensores vestíveis. A coordenação de redes reticuladas de alginato de sódio com íons de cálcio não apenas ajuda na formação in situ de processos de fiação com propriedades mecânicas ajustáveis, mas também resulta em excelente condutividade das fibras de hidrogel. Uma rede topológica de anel deslizante foi introduzida através de um pseudorotaxano polimerizável entre β-ciclodextrina acrilada e um ácido biliar de cadeia longa fotopolimerizado com acrilamida, melhorando as propriedades de tração do polímero. A rede híbrida de dupla rede reticulada garante que as fibras tenham alta estabilidade mecânica dinâmica com histerese e fluência negligenciáveis. As fibras de hidrogel fabricadas mostram excelente condutividade iônica (0,64 S m-1, 20 °C), transparência e elasticidade (>3000%). Assim, sensores de deformação feitos de fibras de hidrogel capturam com precisão movimentos de alta frequência (2 Hz) e alta velocidade (1,6 cm s-1), exibem pouca deriva em 300 ciclos de estiramento-liberação e detectam movimentos corporais humanos repetitivos. Este sistema de fibra de hidrogel topológica de anel deslizante de dupla rede pode fornecer inspiração para o design de dispositivos eletrônicos esticáveis baseados em têxteis.