近日，我校化学与分子工程学院费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心曲大辉教授团队在探索基于二硫材料的柔性电子器件领域中取得新进展，相关研究成果以“A rational design of bio-derived disulfide CANs forwearable capacitive pressure sensor ”为题发表于Advanced Materials。
如今，以电子皮肤(e-skin)为代表的柔性可穿戴电子器件由于其广阔的应用场景及优良的商业潜力而得到研究者的广泛关注和快速发展，其应用场景涵盖了高精度健康监测与医疗设备、软体机器人、人机互动、航天航空等多个领域。电容感应器也随着微机电系统(MEMS)的发展热潮得到了广泛关注，其研究主要集中在介电层的组分优化与微结构设计。常用的聚二甲基硅氧烷(PDMS)等传统薄膜材料面临着包含组分复杂、回收难度大和自愈能力不足等挑战。
近期，该研究团队报道了一种具有本征自愈能力和闭环回收性的新型介电层弹性体。该弹性体源于生物基螺二醇衍生二硫动态共价适应性网络(CANs)，并辅以木质素合成中间体咖啡酸及金属铁离子为掺杂交联剂，所构筑的可回收动态聚合网络因合理的刚性螺二醇/柔性二硫组分比而具备了良好的机械柔韧性和热稳定性，也因其丰富的氢键和金属-儿茶酚配位键而使其具备常温自修复能力。所组装的电容压力传感器灵敏度高达9.26 kPa-1，响应时间与恢复时间分别为32ms和24ms。该传感器适用于实时人体运动监测，且在损伤自愈合或闭环回收后，依旧持续输出稳定的检测信号。这将有助于推动电容传感器研究向动态智能、高性能和可持续的方向发展。
图片说明：二硫介电材料化学结构及微观物理形貌示意图
该工作由博士生杨丁在曲大辉教授和陈梦博士的指导下完成，并得到了田禾院士的悉心指导。该工作得到国家自然科学基金、材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心、上海市科技重大专项、上海科学技术委员会、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心等项目资金支持。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202403880
