Sensores de deformação linearmente responsivos, confiáveis e esticáveis baseados em hidrogéis compósitos de polianilina

Hidrogéis condutivos são ideais para sensores de deformação flexíveis, no entanto, seu uso prático é frequentemente limitado pela evaporação da água, histerese de sinal e instabilidade estrutural, o que compromete a linearidade, durabilidade e confiabilidade a longo prazo. Para superar esses desafios, desenvolvemos um hidrogél de múltiplas redes robusto composto de álcool polivinílico (PVA), ácido poliacrílico (PAA), polianilina polimerizada in situ (PANi) e o líquido iônico EMIMTFSI. O compósito resultante apresenta uma resposta piezoresistiva linear excepcional em toda a sua faixa de trabalho - do repouso até uma deformação de fratura de 290% - juntamente com alta condutividade (0,68 S/cm), resposta/recuperação rápida (0,34 s/0,35 s) e um fator de gauge máximo de 2,78. Mecanicamente robusto (resistência à tração ≈ 3,7 MPa, módulo ≈ 1,3 MPa), o hidrogél também demonstra excelente durabilidade cíclica, suportando mais de 12.000 ciclos de estiramento-relaxamento, e resistência à desidratação significativamente melhorada, retendo cerca de 60% de sua massa após 3 dias à temperatura ambiente. Este trabalho fornece uma solução material holística para o desenvolvimento de sensores de deformação de alto desempenho e confiáveis, adequados para eletrônicos vestíveis e robótica macia.