Gruppen Smart Polymer Materials som leds av professor Chen Tao vid Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) har utvecklat en helt hydrofob jonogel som möjliggör högeffektiva bärbara undervattenssensorer och kommunikatörer under vattnet operationer. Studien publicerades i Material horisonter .

Bärbar undervattensavkänningsteknik är oumbärlig för undervattensdrift, som utforskning av marina resurser, undervattensräddning och undervattenskonstruktion, på grund av dess avgörande roll för att säkerställa säkerhet och förbättra effektiviteten i driften genom att detektera olika signaler.

Tack vare dess fördelar i avstämbara mekaniska egenskaper, biokompatibilitet och multifunktionalitet, jonledande gel är bland de mest lovande materialen för bärbara sensorer under förhållanden med låg luftfuktighet. Dock, på grund av instabiliteten hos jonledande gel under långvarig miljö med hög luftfuktighet, Att utveckla bärbara sensorer som används i undervattensavkänning baserade på den jonledande gelen är fortfarande en utmaning.

I den här studien, forskare vid NIMTE utvecklade en helt hydrofob jonledande jonogel via enstegspolymerisation av hydrofoba monomerer i ett hydrofobt IL-lösningsmedel.

Som en bärbar undervattenssensor, den preparerade jonogelen visade utmärkt långtidsstabilitet under vattnet. Diffusionsbarriären baserad på helt hydrofob struktur gav den enastående anti-svällningskapacitet och undertryckte diffusionen av joner effektivt. De goda hydrofoba egenskaperna förbättrade vidhäftningen av jonogel i undervattensmiljön genom att förstöra hydratiseringsskiktet.

Dessutom, den preparerade jonogelen uppvisade hög känslighet, brett spänningsområde, överlägsen lyhördhet och hållbarhet. Som en demonstration, den kan noggrant detektera kroppsrörelserna hos människor och vattenlevande liv i den komplexa undervattensmiljön, visar tillämpningspotentialen inom hållningsövervakning och biologisk forskning.

I kraft av morsekodens kodningsprincip, en enkel och effektiv undervattenskommunikatör föreslogs genom att matcha fingerböjningsstatus till de specifika betydelserna (''prickar'' och ''streck'') och övervaka dessa fingerböjningsrörelser under vattnet. Genom den kontinuerliga kombinationen av fingerböjningsstatus, en serie undervattensmeddelanden kan levereras effektivt.

Den helt hydrofoba jonogelen visar stor potential i marina applikationer baserat på dess utmärkta undervattensavkännings- och kommunikationsprestanda, och det ger också en enkel och effektiv väg för att utveckla nästa generations bärbara undervattenssensorer och kommunikatörer.