【成果】张冬至教授团队在抗冻保湿水凝胶传感器方面取得进展

  近日，公司张冬至教授团队在用于可穿戴手语翻译的抗冻保湿水凝胶传感器方面取得进展，相关研究成果《具有抗冻和保水性能的双导电水凝胶用于高灵敏度可穿戴手语翻译》(Dual-conductive hydrogels with anti-freezing and water-retaining properties for highly sensitive wearable sign language translation)发表在《Chemical Engineering Journal》。《Chemical Engineering Journal》是化学工程领域的国际知名期刊，目前影响因子为13.2（SCI一区）。论文第一作者为硕士研究生孙靖雯，通讯作者为张冬至教授，BB贝博艾弗森为唯一署名单位和通讯单位，该研究得到国家自然科学基金以及泰山学者特聘专家专项基金等项目的资助支持。

图1 论文首页

随着柔性电子和人机交互技术的不断发展，手语识别领域对柔性传感器的需求进一步扩大。水凝胶凭借其能将机械形变高效转化为电信号的能力，成为柔性传感器的理想候选材料。为解决传统水凝胶因水分蒸发或低温冻结导致使用寿命不足的局限性，本研究采用一步聚合法制备了一种复合水凝胶，该方法在含离子液体（[EMIM]Cl）、聚多巴胺（PDA）和碳纳米管（CNTs）的体系中，使丙烯酰胺（AM）单体原位聚合形成聚丙烯酰胺（PAM）网络。得益于PDA、[EMIM]Cl与PAM之间多种相互作用机制，包括氢键、π-π堆积和共价键，所制备的水凝胶展现出优异的拉伸性能、出色的保水性、抗冻特性和强粘附性。作为应变传感器，其具有高灵敏度、快速响应和循环稳定性。通过将水凝胶应变传感器与外围电路及1D-CNN算法集成，可准确捕捉手部运动，实现对六个复杂手语手势的检测准确率达98.61%，这为高性能手语识别提供了有效解决方案。

图2 手势信号采集与识别系统

论文链接：https://authors.elsevier.com/c/1ltPK4x7R2oHFb