전도성 하이드로겔을 기반으로 한 신축성 센서는 웨어러블 전자기기에 대해 상당한 주목을 받아왔다. 그러나 하이드로겔의 낮은 감도, 높은 히스테리시스, 긴 응답 시간은 실제 적용을 제한해 왔다. 본 연구에서는 NaCl로 후처리한 고성능 폴리(비닐 알코올)(poly(vinyl alcohol), PVA)/폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스타이렌설포네이트) (poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate), PEDOT:PSS) 기반 하이드로겔을 개발하였으며, 우수한 기계적 특성, 빠른 전기적 응답, 그리고 초저(超低) 히스테리시스 특성을 나타냈다. 또한 이 하이드로겔은 전기적 및 기계적 특성이 원래의 하이드로겔과 유사한 수준으로 유지되었고, 자가 치유 과정 이후 파단 시 신율이 150% 이상(150% 초과) 향상되는 우수한 자가 치유 특성도 보여주었다. 최적화된 하이드로겔의 높은 성능은 PVA 매트릭스와 PEDOT:PSS 사이의 향상된 분자간 힘, PEDOT 사슬의 유리한 형태 변화, 그리고 하이드로겔 네트워크 내 국소 전하의 증가에 기인한다고 해석된다. 하이드로겔 센서는 높은 감도, 빠른 응답 시간(0.88 s), 낮은 전력 소모(<180 μW)를 바탕으로 실시간으로 큰 인체 움직임과 미세한 근육의 활동을 추적할 수 있었다. 더 나아가 센서는 하이드로겔의 화학적 변화로 인해 인간의 호흡을 모니터링할 수 있었다. 따라서 이러한 고강도, 신축성, 전도성 및 자가 치유 특성을 갖춘 PVA/PEDOT:PSS 하이드로겔은 인체 활동 모니터링을 위한 웨어러블 센서로서의 적용 가능성이 매우 크다.
*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.