武汉大学吕昂团队 AFM：相分离增强的纤维素/海藻酸压离子水凝胶用于高灵敏自供电传感

背景：压离子效应作为一种新兴的力传感机制，在自供能传感中潜力巨大，但传统压离子传感器因阴阳离子扩散速率差异有限，灵敏度较低，限制了其高精度应用。研究目的：武汉大学吕昂团队旨在开发一种具有可控相分离结构的纤维素/海藻酸水凝胶，以增强压离子输出性能，实现高灵敏自供能传感。结论：通过顺序交联策略构建了纤维素和海藻酸铝组成的双相网络结构，其中纤维素相提供稳定性，海藻酸铝相实现离子快速扩散，铝离子与海藻酸的强配位作用选择性固定阳离子，从而显著增大压力下的离子扩散差异。优化后的水凝胶传感器表现出高灵敏度（14.13 mV/kPa）、快速响应（60 ms）和优异循环稳定性，能高精度监测微弱生理信号（如脉搏、皱眉）并作为微电源驱动电子设备（如LED、风扇）。这项工作为高性能、环境友好的压离子材料及传感系统提供了创新的结构设计策略。