低阻抗、可降解的柔软双模式水凝胶传感器，用于实时应变和生物电信号采集

《ACS Applied Electronic Materials》：Low-Impedance and Degradable Soft Dual-Mode Hydrogel Sensor for Real-Time Strain and Bioelectric Signal Acquisition

可降解低阻抗水凝胶通过水相合成法制备，采用聚脲酸酯、聚乙烯醇和硼酸钠构建动态硼酸酯键与氢键复合交联网络，兼具高电导率和机械适应性。该材料作为柔性应变传感器可高灵敏度检测关节运动，同时记录EMG、EEG、ECG等生物电信号，阻抗低于商用Ag/AgCl电极，单界面实现多模态传感，适用于柔性医疗设备、神经肌肉诊断及人机交互系统。

　　

可穿戴生物电子系统需要具备机械柔软性、可靠的电性能以及生物相容性的材料。然而，许多传统凝胶在实际应用中存在不足，通常表现为较高的界面阻抗、有限的延展性和较差的降解性，这使得它们不太适合用于柔性医疗技术等新兴领域。在这里，我们报道了一种可降解、低阻抗的水凝胶，该凝胶通过简单的水合合成方法制备而成，所用原料包括水性聚氨酯（WPU）、聚乙烯醇（PVA）和四硼酸钠（STD）。这种凝胶基于动态硼酸酯键和氢键形成了一个混合交联网络，从而兼具良好的导电性和机械适应性。从功能上看，该材料既可以作为柔软的应变传感器，也可以作为生物电接口使用：它能够高灵敏度地检测关节运动，并同时记录肌电图（EMG）、脑电图（EEG）和心电图（ECG）等清晰的电生理信号。与商用银/氯化银（Ag/AgCl）电极相比，该凝胶的皮肤-电极阻抗明显更低，信号质量也得到了提升。通过单一集成接口同时获取应变信号和肌电图信号的功能，不仅减少了信号干扰，还实现了真正的多模态传感，而无需增加系统的复杂性。凭借其柔软性、导电性和环境可降解性，这种凝胶为未来的可穿戴医疗设备、神经肌肉诊断系统以及人机交互系统提供了一个多功能且前景广阔的平台。