余旭东教授课题组Small: 用于人体运动监测和动态信息加密的双轴可拉伸稀土聚合物多色荧光水凝胶
近年来,水凝胶材料因机械性能薄弱与刺激响应性受限,其在复杂场景中的实际应用面临显著瓶颈。因此,开发兼具力学适应性与光学响应性的智能水凝胶仍是当前材料科学领域的重要挑战。为突破这一局限,本研究通过将镧系离子(Eu3+、Tb3+)与β-二酮配体的的预配位策略,构建了稀土离子@聚合物前驱体,成功设计并合成了一种具有卓越发光性能的新型导电水凝胶。镧系离子与β-二酮配体及PEI氨基的双重配位作用不仅赋予水凝胶显著的荧光特性,更通过动态交联网络大幅增强其力学性能。该水凝胶展现出优异的导电性(4.34 mS·cm-1)和双轴拉伸性(8100%面积应变),其快速响应特性及高灵敏度使其在可穿戴传感器和人体运动监测应用中优于其他稀土发光水凝胶。利用其独特的荧光性能和双轴拉伸性,我们开发了一种具有更高效率和目标特异性的先进加密-解密系统。水凝胶在承受苛刻机械形变时仍能稳定保持信息承载能力,这一特性对柔性电子与可穿戴传感器在信息安全领域的实际应用具有重要价值。这些多功能特性集成使该类水凝胶成为传感和安全应用中下一代智能材料的有力候选者。

相关研究成果以“Biaxially Stretchable Rare Earth–Polymer Multicolor Fluorescent Hydrogel for Human Motion Monitoring and Dynamic Information Encryption”为题发表在《Small》(中科院二区Top期刊),理学院研究生刘苗苗为第一作者,耿丽君教授和余旭东教授为通讯作者。
该工作得到了国家自然科学基金面上项目、中央财政引导地方科技发展专项基金、河北省自然基金等项目支持。
论文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202509323

