MXene-有机水凝胶仿生传感器：用于可穿戴接口与无声语音识别的自主粘附抗冻材料

来自国际团队的研究人员针对导电水凝胶机械强度低、无自粘附性、导电性与抗冻性差等问题，开发了基于MXene的AAm/DMAEAMC有机水凝胶。该传感器在低温下仍保持高导电性和稳定信号输出，成功应用于人体生理活动监测与多语言无声语音识别，为语言障碍治疗和极端环境人机交互提供了新方案。

　　

导电水凝胶因其与生物组织相似性、生物相容性和柔韧性，被广泛应用于仿生传感器和可穿戴电子领域。然而其实际应用仍受限于机械强度低、缺乏自粘附性、导电性不足以及抗冻性能差等问题。为解决这些挑战，研究人员开发出基于二甲基亚砜(DMSO)与水二元溶剂体系的MXene支撑丙烯酰胺(AAm)和2-(二甲氨基)乙基丙烯酸酯甲氯化物(DMAEAMC)有机水凝胶(OHGs)。该二元溶剂赋予OHGs优异的抗冻性能，使其能在零下温度正常运作。MXene通过与聚合物链的物理相互作用增强机械性能，并进一步提升其对多种基材的自主粘附能力。氯化钾(KCl)与MXene协同作用，在宽温域范围内提供离子与电子双重导电特性。这些特性使OHGs成为恶劣环境下仿生传感器的理想选择，具备高导电性、信号稳定性和快速响应能力。该传感器成功应用于人体生理活动监测，包括手指运动、饮水、咳嗽及言语活动。特别值得注意的是，它能准确追踪多种语言（英语、乌尔都语和普什图语）的无声语音，展现出治疗失语症和构音障碍等语言障碍的潜力。基于OHG的传感器还能将机械刺激转换为摩斯电码信号，实现在极端条件下的实时SOS通讯。因此，这种多功能传感器在新一代可穿戴电子设备领域具有巨大应用前景，特别适用于发声障碍患者的实时语音识别健康监测、人机接口以及极端环境传感应用。