主要观点总结
本文介绍了一种基于低迟滞有机水凝胶的多维传感器，该传感器通过3D打印技术构建，具有超高的灵敏度和鲁棒性。研究团队通过引入大量的动态物理交联和拓扑纠缠，解决了水凝胶易失水和受力时内部结构易破坏的问题。此外，他们巧妙地设计了前驱体溶液的流变特性，研制了适用于制造微结构有机水凝胶传感器的3D打印墨水。该传感器能够感知外界刺激的方向，识别人体运动，并有望应用于可穿戴运动识别和智能机器人感知系统等领域。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景及重要性
随着智能机器人和人机交互领域的快速发展，能够感知外力方向的多维柔性传感器变得非常重要。基于水凝胶的应力、应变传感器在柔性传感领域得到了广泛的研究和应用，但存在一些问题，如易失水、易松弛、易疲劳等。因此，研究制备低迟滞、低失水的水凝胶，创新器件制造方法，构建各向异性的多维传感器，是该领域亟待解决的关键科学问题。
关键观点2: 主要研究成果
研究团队通过引入动态物理交联和拓扑纠缠，制备了一种低迟滞、可打印、保水性的有机水凝胶。该凝胶具有优异的力学性能和自愈合性，能够承受大应变而不破碎。通过3D打印技术，他们成功地制造了微结构有机水凝胶传感器件，并展示了出色的传感鲁棒性。
关键观点3: 多维传感器的设计
研究团队利用3D打印技术制备了多层各向异性传感器，由X、Y、Z三个方向的子传感器组成，可以分别检测沿不同轴方向的应力应变刺激。这种巧妙的多维结构使传感器能够确定应变的方向，是已有报道中单一结构传感器无法实现的。
关键观点4: 应用领域
该研究工作为感知3D刺激开辟了新的途径，有利于促进其在可穿戴运动识别和智能机器人感知系统等领域的应用。
关键观点5: 文章作者和资助
文章的作者是中山大学材料科学与工程学院的研究团队，该工作得到了国家自然科学基金项目的资助。
文章预览
点击上方 “ 蓝字 ” 一键订阅 人体皮肤内的传感系统能感知三维空间的刺激。受此启发，研究开发能够感知外力方向的多维柔性传感器，在智能机器人和人机交互等领域有非常重要的应用前景。基于水凝胶的应力、应变传感器生物相容性好、模量与组织相似、可拉伸、黏附性好，在柔性传感领域得到了广泛的研究和应用。但水凝胶易失水，受力时内部结构易破坏，常导致导电性下降、 性能迟滞（ Hysteresis ）等 问题，不利于传感器稳定工作。另一方面，多维传感器要求精确控制各向异性结构和传感性能，对传感材料的可加工性和结构调控提出了很高的要求。因此，研究制备低迟滞、低失水的水凝胶，创新器件制造方法，构建各向异性的多维传感器，是本领域亟待解决的关键科学问题。 图 1 低迟滞有机水凝胶的结构、性能及其用作多维传感器。
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