近日，学院肖薇博士以第一作者，安庆师范大学为第一单位在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》发表题为“Gel-Confined Conductive Fiber Composites with Synchronous Strain Sensing and EMI Shielding for Wearable Applications”的研究论文。该期刊为JCR 一区、中科院一区 TOP 期刊，影响因子12.5。
可穿戴电子技术的飞速发展，推动了智能纤维基应变传感材料的研发需求。该类材料是实现人机交互、实时健康监测、生物电信号采集的关键功能界面，然而实际应用中始终面临力学稳定性、电学稳定性与生物安全性难以兼顾的技术瓶颈。针对这一难题，研究团队依托分级结构构建与动态界面工程设计，以多孔导电纤维布为基底，采用原位聚合 交联工艺，创制出导电纤维 有机水凝胶互穿网络复合材料，克服了传统导电纤维复合材料的固有局限。
材料内部构筑的 MXene / 银纳米颗粒异质结三维导电网络，为电子高效传输提供通路；有机水凝胶与导电纤维之间形成丰富氢键及拓扑缠结作用，能够锚定导电结点、抑制纤维相对滑移，保障形变后的同步回复，显著提升材料抗裂纹扩展能力、抗疲劳特性与长期服役稳定性，在多维度上实现高导电性、抗损伤、稳定传感、电磁屏蔽与生物安全多项性能的协同统一。
性能测试结果表明，复合材料电导率高达 1667 S・cm-1，电磁屏蔽效能 78.4 dB，远超商用电磁防护 20 dB 的应用阈值。在力学层面，有机水凝胶填充纤维网络，可作为能量耗散相，显著提升材料断裂韧性，赋予其突出的抗缺口损伤特性。该材料的应变传感响应线性优异，应变系数 GF 达 4.5，可识别低至 1% 的微小形变，历经约 9000 次循环拉伸后传感信号依旧保持稳定，能够在 40 ℃~50 ℃宽温域、高湿等极端环境下稳定开展运动信号检测。同时，复合材料具备良好生物相容性，符合生物医用材料安全要求；依靠银纳米颗粒缓释微量银离子实现广谱抗菌效果，适配人体皮肤长期接触的使用场景。
该凝胶限域双网络策略实现了应变传感、电磁屏蔽、生物安全一体化集成，克服可穿戴材料性能互相制衡的痛点，在生理信号监测、人体运动捕捉、可穿戴电磁防护、人机交互加密通信等领域具备广阔应用前景，为耐久型多功能柔性材料开发提供普适思路。（撰稿：肖薇 审核：刘志强）
该学术论文网址： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894726091217
