Gels:水凝胶在柔性电子中的应用 | MDPI Seminar
发表时间:  2025-11-19    阅读量:  499

水凝胶在柔性电子中的应用代表着现代材料科学的前沿探索。作为一种兼具高含水量、优异生物相容性和可调力学性能的软物质材料,水凝胶为柔性电子器件提供了仿生界面、自适应集成和多功能耦合的创新解决方案,正推动可穿戴设备、健康监测和生物电子等领域的突破性发展。

 

本次线上研讨会,我们非常荣幸地邀请到 Gels 期刊栏目主编、上海交通大学冯传良教授、东华大学孙胜童研究员、国科温州研究院陈强研究员和南京大学曹毅教授,围绕“水凝胶在柔性电子中的应用”这一议题共同带来精彩的学术报告。欢迎大家积极参与,探讨这一交叉领域的未来机遇与挑战!

 

 

会议信息

 

会议时间

 

2025年11月24日19:30-21:30

 

会议形式

 

线上会议

 

会议议程

 

1 19:30-19:40 | 冯传良 教授
  主席致辞
2 19:40-20:10 | 孙胜童 研究员
  离子导电凝胶的柔性防护设计
3 20:10-20:40 | 陈强 研究员
  基于天然白蛋白的水凝胶及其高性能柔性传感器
4 20:40-21:10 | 曹毅 教授
  具有拉张结构的水凝胶
5 21:10-21:30
  提问交流环节

 

观看通道

 

小鹅通直播间

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https://9g0ug.xetlk.com/sl/1RGdH7

 

 

主讲人

 

 

孙胜童 研究员

东华大学

 

东华大学先进低维材料中心特聘研究员、博士生导师。2007年获厦门大学材料科学与工程系工学学士学位;2012年获复旦大学高分子化学与物理专业理学博士学位;2013年至2015年赴德国康斯坦茨大学从事博士后研究并获洪堡学者称号;2015年起先后任职于华东理工大学化工学院、东华大学先进低维材料中心;2017年受聘为东华大学特聘研究员。长期从事高分子智能软材料、二维相关光谱及仿生材料研究,主持国家自然科学基金重大项目子课题等科研项目,在 Nature CommunicationsAdvanced Materials 等期刊发表论文60余篇。2023年获国家优秀青年科学基金项目和上海市东方英才计划资助。

 

报告题目:离子导电凝胶的柔性防护设计

 

报告简介:受生命体系启发的离子导电凝胶材料广泛应用于人机界面、软体机器人和生物医用等领域。然而,其固有的柔性往往使材料易受断裂、撕裂、疲劳、冲击等力学损伤的威胁。这些损伤会引发永久性结构失效,严重影响材料在实际应用中的稳定性和长期可靠性。为此,我们提出了动态相分离的解决策略,设计了系列具有界面适应、应变硬化、冲击硬化、热致硬化、剥离硬化等多重柔性防护性能的离子导电凝胶材料,增强了其在多种工作场景下的服役性能。

 

 

陈强 研究员

国科温州研究院

 

博士,研究员,中国材料研究学会水凝胶材料分会副秘书长和常务理事,中国化学会应用化学学科委员会委员,中国化学会和中国生物材料学会高级会员,河南优秀青年基金主持者、河南省高校创新人才、河南省教育厅学术技术带头人、河南省高校青年骨干教师。2021-2024年连续入选全球2%顶尖科学家榜单。主持完成国家自然科学基金2项 (基金委-河南人才培养联合基金1项和国家青年基金1项) 和河南高校创新人才项目1项。2004年于河南大学获得学士学位;2009年于中国科学院长春应用化学研究所获得博士学位;2012-2013年在美国阿克伦大学做访问学者。主要从事人机界面材料的研究,致力于功能凝胶材料的设计与开发,促进凝胶界面材料对人体组织或医疗设备的适应性,满足其在生物医用、医疗器械涂层与人机界面和脑机接口中的应用需求。

 

报告题目:基于天然白蛋白的水凝胶及其高性能柔性传感器

 

报告简介:水凝胶是类似人体软组织的湿软材料,是理想的人机界面融合材料。然而,水凝胶的力学性能还难以媲美受力的软组织,并且水凝胶也难以强韧地黏附在其他材料表面。为了解决上述问题,我们以牛血清白蛋白 (BSA) 为模型,利用蛋白质的解折叠和聚集,发展了两种制备蛋白质水凝胶的新策略,制备了高强韧天然球蛋白/合成聚合物双网络凝胶和高强度的纯天然球蛋白水凝胶。在此基础上,研究了天然球蛋白基凝胶在界面上的黏附行为,探讨了化学锚定、物理贴合以及凝胶本体能量耗散对黏附性能的影响与机制。考察了天然球蛋白基凝胶柔性电子材料领域的应用。

 

 

曹毅 教授

南京大学

 

南京大学物理学院教授、博士生导师。1997年毕业于江苏省通州高级中学后进入南京大学化学化工学院学习,先后获高分子系学士和高分子系硕士;2004年赴加拿大不列颠哥伦比亚大学化学系攻读博士,2009年获博士学位后留校从事博士后研究至2010年,同年5月起任现职。在 Nat. Chem.Nat. Mater.Nat. Nanotech. 等期刊以通讯作者或第一作者发表论文100余篇,曾获 Nano Research 期刊生物纳米材料方向青年科学家奖和中国生物材料学会生物医用高分子材料分会“优秀青年奖”。研究方向涵盖单分子生物物理、软物质材料力学及生物高分子材料的物理力学特性。

 

报告题目:具有拉张结构的水凝胶

 

报告简介:张力完整结构 (Tensegrity) 是一种自然界和合成材料中常见的结构形式,由刚性支撑元件和连续拉伸网络相互交织构成,具有优异的强度、韧性和适应性。生物体内如细胞骨架和细胞外基质中的张力完整结构,能够实现非互易性力学响应 (即受拉和受压时表现出不同力学性能),对细胞功能至关重要,并具备高强度-重量比和高含水量等优势。尽管近年来水凝胶工程取得了进展,实现高刚性、高韧性和双模 (bimodulus) 力学行为同时保持高含水量仍具挑战。目前常用方法如双网络设计、高级力化学、链缠结和隐藏长度释放等虽改善了韧性,但往往无法兼顾刚性和含水量,或仅在不同方向上展现非对称力学行为,而非真正意义上的双模响应。为解决这一问题,作者提出了一种基于张力完整结构的新型水凝胶:通过碱性磷酸酶 (ALP) 诱导氨基酸晶体棒 (直径约1–2 μm,长度约20 μm) 在预应力聚合物网络中原位生长并形成机械互锁,从而构建类似生物系统中的张力完整架构。这种结构使水凝胶在保持高含水量的同时,实现了高达30 MPa的拉伸模量、2600 J/m²的断裂能量以及约13 倍的拉伸/压缩模量比,兼具高强度、高刚性与非互易性力学响应,有望推动仿生材料领域的发展。

 

 

 

期刊集群

 

MDPI聚合物和高分子科学期刊集群,致力于通过发表涵盖基础研究到工业化应用的高影响力研究成果,推动聚合物和高分子科学的发展。这些期刊涵盖化学、物理、生物学及其交叉学科等多个领域——从纳米尺度的分子相互作用到宏观材料行为,从理论建模到实验验证,为传播前沿发现提供了一个综合平台。通过期刊集群内部的协同合作,我们旨在为全球科学界提供及时、全面的聚合物和高分子科学研究进展。

 

该集群期刊包括:PolymersGelsPolysaccharidesTextilesMacromolMicroplastics and Adhesives

 

 

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主办单位

 

 

 

合作单位

 

      

 

 

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Gels 期刊介绍

 

主编:Esmaiel Jabbari, University of South Carolina, USA

期刊主题覆盖凝胶、有机凝胶、水凝胶、离子凝胶、干凝胶、胶体凝胶、凝胶化机理相关的计算模型及凝胶材料相关的合成、表征和应用等。

 

2024 Impact Factor 5.3
2024 CiteScore 7.6

Time to First Decision

12.5 Days

Acceptance to Publication

2.7 Days

 

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会议主席
冯传良 教授

上海交通大学

Gels 期刊栏目主编

 

聚焦生命体系中的手性现象,探究手性信息的传递与放大、手性超分子材料构筑及其生物医学应用。在超分子材料手性结构设计、自组装新策略创建以及生物性能的发掘等方面做出创造性学术贡献。在 Acc. Chem. Res.Adv. Mater.J. Am. Chem. Soc.Angew. Chem. Int. Ed 等刊物发表SCI论文170篇;授权国家发明专利25项;主持国家自然科学基金重点项目等20余项。任国际高分子材料表征学术委员会委员、Gels 期刊栏目主编,Sci. RepotAdv. Fiber. Mater.Supra. Mater. 等期刊编委。受聘担任国际高分子表征学会 (POLYCHAR) 学术委员会委员、第三届全国手性委员会委员、中国材料大会学术委员会委员和水凝胶分会主席。2020年获国家万人计划创新领军人才,2022年获上海市自然科学一等奖,2024年获中国材料研究学会科技进步一等奖,2019获国际纯粹与应用化学联合会RICHARD ROBERT ERNST学术奖。