隨著可穿戴設(shè)備與智慧醫(yī)療的快速發(fā)展，一場(chǎng)低調(diào)的“材料革命”正悄然降臨。試想，未來(lái)的健康監(jiān)測(cè)將擺脫冰冷金屬電極的束縛，轉(zhuǎn)而依托柔軟如肌膚、能精準(zhǔn)“解讀”身體信號(hào)的智能材料——這正是離子水凝膠傳感器的獨(dú)特魅力。

離子水凝膠（Ionic Hydrogel）是一類富含水分與可移動(dòng)離子的柔性材料，兼具皮膚般的柔韌特質(zhì)與神經(jīng)般的信號(hào)傳導(dǎo)能力。它能精準(zhǔn)捕捉拉伸形變、溫度變化、汗液成分，甚至心電、腦電等生物信號(hào)，讓健康監(jiān)測(cè)更具個(gè)性化與貼合度，也標(biāo)志著傳感技術(shù)正式從“電子調(diào)控”邁入“離子調(diào)控”的全新階段。

近日，西南交通大學(xué)楊維清教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Materials》發(fā)表題為“Ionic Hydrogel Sensors toward Next‐Gen Personalized Healthcare”的綜述論文，系統(tǒng)總結(jié)了離子水凝膠傳感器的材料體系、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及未來(lái)應(yīng)用前景。該論文由楊維清教授、鄧維禮副教授擔(dān)任通訊作者，在讀博士生孫悅與博士田果為共同第一作者。

離子水凝膠的“智能”源于其精心設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。PVA、PEG等中性聚合物保證了材料的安全親膚屬性；陽(yáng)離子與陰離子聚電解質(zhì)自帶電荷，不僅能實(shí)現(xiàn)抗菌黏附，還可感知pH值變化；兩性聚電解質(zhì)則能自主調(diào)節(jié)電荷狀態(tài)，適配復(fù)雜的生理環(huán)境。更具創(chuàng)新性的是，科研人員通過(guò)“離子+電子”的協(xié)同導(dǎo)電機(jī)制，進(jìn)一步提升了信號(hào)傳輸?shù)撵`敏度與穩(wěn)定性，讓貼合皮膚的傳感貼片、植入體內(nèi)的醫(yī)療電極都擁有了“第二層皮膚”般的舒適質(zhì)感。

僅具備柔軟特質(zhì)還不足以滿足健康監(jiān)測(cè)的需求，為實(shí)現(xiàn)傳感器隨肌膚自由伸展、精準(zhǔn)響應(yīng)的目標(biāo)，研究者采用了兩種核心策略：“自上而下”的宏觀結(jié)構(gòu)塑造，即通過(guò)模具、光刻等技術(shù)打造特定形態(tài)；“自下而上”的微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)建，即借助3D打印、自組裝等方法從分子層面搭建復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。未來(lái)，隨著AI算法與多尺度制造技術(shù)的深度融合，這類水凝膠有望具備自適應(yīng)與自修復(fù)能力，真正實(shí)現(xiàn)“量身定制”的健康監(jiān)測(cè)體驗(yàn)。