综述：MXene-聚合物水凝胶传感器在下一代先进可穿戴传感中的应用：从合成到实际应用集成

《Advanced Materials Technologies》：MXene-Polymer Hydrogel Sensors for Next-Generation Advanced Wearable Sensing: From Synthesis to Real World Integration

MXene-polymer纳米复合水凝胶作为新型可穿戴传感器，具有机械强度高、导电性好、能响应多种外部刺激的优势。其设计策略包括表面特异性相互作用（如PVA-MXene的氢键和PEDOT:PSS-MXene的π-π堆积），赋予材料优异的自修复性能和压力灵敏度。与传统纳米材料（石墨烯、碳纳米管、金属氧化物）相比，MXene在表面功能化和溶液加工方面表现更优。尽管已验证其在活体研究（如持续血糖监测）和表皮电子/植入式传感器等应用中的性能，但仍需解决MXene层间堆叠和信号漂移问题。该综述为MXene水凝胶在个性化医疗、人机交互和柔性电子等领域的部署提供了前瞻性路线图。

　　

摘要

MXene-聚合物纳米复合水凝胶已成为下一代可穿戴传感器的变革性平台，它结合了出色的机械强度、高电导率以及对多种外部刺激的响应性。本文全面概述了MXene-聚合物网络的设计策略，重点介绍了特定表面的相互作用，例如在聚乙烯醇（PVA）-MXene体系中的氢键作用，以及在聚（3,4-乙二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）-MXene等复合材料中的π–π堆叠。这些定制的相互作用赋予了材料卓越的自修复能力和对压力变化的高灵敏度。此外，本文还将MXene与传统纳米材料（石墨烯、碳纳米管、金属氧化物）进行了对比，突出了MXene在表面功能性和可加工性方面的优势。基于MXene的水凝胶在实际应用中展现了出色的传感性能，这些性能已在体内研究中得到验证，包括连续葡萄糖监测。其创新应用领域包括表皮电子设备和植入式传感器。本文还建立了一个性能矩阵，将MXene水凝胶与最先进材料进行了对比，解决了MXene重新堆叠和信号漂移等未解决的问题。该综述为MXene水凝胶在个性化医疗、人机交互和柔性可穿戴电子设备中的应用提供了前瞻性的发展路线图。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。