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【量子技术|多孔离子凝胶：用于具有电和光双输出的高性能、可穿戴离子皮肤】
弹性离子导体的发展为制造关键的可穿戴离子组件提供了机会 ， 例如可以感知机械变形的离子皮肤 。 然而 ， 仍然有足够的空间来克服先前系统的灵敏度和可检测范围之间的权衡并赋予额外的功能 。 首尔大学科研团队提出了用于高性能、功能性离子传感平台的多孔离子凝胶 。
多孔离子凝胶即使在很小的压力下也能通过封闭孔隙而有效变形 ， 并引起凝胶与电极接触面积的较大变化 ， 导致双电层电容的显着差异 。 在通过调整凝胶参数优化机械特性后 ， 将多孔离子凝胶应用于离子皮肤 。 该装置具有 ~152.8 kPa–1 的高灵敏度、广泛的感官压力范围（高达 400 kPa）和出色的耐用性（> 6000 次循环） 。 以高精度证明了对引起不同压力大小的各种人体运动的成功监测 。 更有趣的是 ， 多孔离子凝胶的功能扩展到包括电化学发光 (ECL) ， 从而产生发射性 ECL离子皮肤 。 来自发射离子皮肤的 ECL 强度与施加的压力呈线性相关 ， 甚至可以通过肉眼推断出来 。 基于多孔离子凝胶的功能性离子皮肤有望成为未来感觉离子电子学的关键组成部分 。
图 5.(a) 发光ECL离子皮肤的制造过程和每个组件的分子结构的示意图 。 （b）随着压缩强度的增加 ， 归一化发射光谱与波长的关系 。 (c) CIE 颜色坐标(x y) = (0.64 0.36)在420kPa ， 对应于红橙色光 。 (d) ECL 亮度强度的电压依赖性 ， 显示开启电压为5Vpp 。 (e) 根据施加的压力 ， 发光离子皮肤的ECL强度的差异 ， 其中设备在10Vpp 和 60 Hz 下运行 。 (f)附着在人体手指上的发光ECL 离子皮肤的应用 ， 用于监测关节运动 ， 当手指弯曲时会发光 。
相关论文以题为Porous Ion Gel: A Versatile Ionotronic Sensory Platform for High-Performance Wearable Ionoskins with Electrical and Optical Dual Output发表在《ACS Nano》上 。 通讯作者是首尔大学Hong Chul Moon教授 。
参考文献：
doi.org/10.1021/acsnano.1c05570
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