
图一老师指导团队
在医疗监测中,柔性传感器需要长期贴合人体皮肤,频繁的拉伸、弯折及意外剐蹭极易导致传感器损坏,影响数据准确性。为攻克这一技术瓶颈,科研团队以聚乙烯醇为核心材料,通过冷冻-解冻循环与化学交联相结合的工艺,构建出独特的三维网状结构。相比传统水凝胶材料,水凝胶柔性传感器可承受日常使用中的各类形变而不易破损。
在导电性能方面,负责人冯泰伟带领团队创新性地将碳纳米管、石墨烯导电填料均匀分散于聚乙烯醇水凝胶网络中,形成连续的导电通路。该传感器能够快速、精准地捕捉人体表面的生物电信号,如肌电、心电等,为运动康复、神经疾病监测提供可靠数据支持。
最引人注目的是传感器的自修复功能。当水凝胶受到划伤或破损时,聚乙烯醇分子链间的氢键与动态共价键可在室温下自发重组,实现损伤部位的自主修复。实验数据显示,传感器在受损后1分钟内,电导率和机械性能即可恢复至初始状态的90%以上,极大延长了使用寿命,降低了医疗监测设备的维护成本。

图二测试水凝胶的导电性
目前,该技术已申请3项国家发明专利,并与山东龙翔医疗器械有限公司达成合作意向,计划开展大规模临床试验。随着聚乙烯醇基自修复导电水凝胶传感器的逐步推广,未来医疗监测将更加便捷、持久,为智慧医疗的发展注入新动能,有望惠及更多患者群体。