氧化石墨烯/聚丙烯酸基導(dǎo)電黏附凝膠的制備與性能

王巖森，侯丹丹，李長金，祁麗亞，王春堯，郭敏，王穎

（中石化（北京）化工研究院有限公司，北京 100013）

凝膠材料是一種以合成或天然材料為基體制備的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚合物，它的固液雙相結(jié)構(gòu)類似人體的含水軟組織，其主鏈或支鏈含有大量親水性基團(tuán)，具有含水量高、柔韌性高、組織相容性和智能響應(yīng)性優(yōu)良等特性[1-3]。然而，傳統(tǒng)凝膠材料普遍存在機(jī)械性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差的問題，嚴(yán)重限制了其實際應(yīng)用。導(dǎo)電凝膠是一類特殊的功能化改性的凝膠，其概念最早由Wallace 等[4]提出[5]。導(dǎo)電凝膠同時具備凝膠良好的柔韌性和導(dǎo)電材料的導(dǎo)電特性，不但能夠模仿人體皮膚的感官功能和機(jī)械性，還能保持較高的導(dǎo)電性用于信號傳輸[6-7]。近年來，研究人員對導(dǎo)電凝膠開展了深入的探索和研究，已成功將其用于柔性可穿戴設(shè)備[8-10]、電子皮膚[11-12]、生物傳感器[13-14]、汗液及血糖檢測[15-16]、生理信號監(jiān)測[17]和腦機(jī)接口[18]等。

根據(jù)復(fù)合導(dǎo)電材料的不同，導(dǎo)電凝膠可分為聚電解質(zhì)導(dǎo)電凝膠、無機(jī)摻雜導(dǎo)電凝膠和導(dǎo)電聚合物基導(dǎo)電凝膠。由于聚電解質(zhì)導(dǎo)電凝膠的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電穩(wěn)定性十分有限，導(dǎo)電凝膠的研究熱點聚焦在開發(fā)新型多功能無機(jī)物摻雜導(dǎo)電水凝膠和導(dǎo)電聚合物基導(dǎo)電凝膠方向。氧化石墨烯（GO）是石墨烯氧化后的衍生物，具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、較好的水溶性和分散性、超大的比表面積[19]。GO 片層結(jié)構(gòu)上含有豐富的極性官能團(tuán)如羥基、羧基，賦予了GO很好的化學(xué)活性[20]。……