1. NIMS、北海道大学和明治药科大学的研究人员团队开发出一种能够稳定地保留大量静电荷的凝胶驻极体。该团队随后将这种凝胶与高度灵活的电极相结合，创建了一种能够感知低频振动(例如，人体运动产生的振动)并将其转换为输出电压信号的传感器。该设备可能被用作可穿戴医疗传感器。

2. 近年来，人们对开发柔软、轻质、可发电材料的兴趣日益浓厚，这些材料可用于各种用途的软电子产品，例如医疗保健和机器人。能够稳定保持静电荷的驻极体材料可用于开发无需外部电源的振动供电设备。NIMS 一直致力于开发一种低挥发性、室温烷基-π 液体，该液体由 π 共轭染料部分和柔性但支链的烷基链(一种碳氢化合物)组成。烷基-π 液体表现出优异的电荷保持性能，可应用于其他材料(例如，通过涂漆和浸渍)并且易于成型。然而，当这些液体与电极结合以制造柔性设备时，它们已被证明难以固定和密封，从而导致泄漏问题。此外，需要提高烷基-π 液体的静电荷保持能力，以提高其发电能力。

3. 研究团队最近通过在烷基π液体中添加微量低分子量胶凝剂，成功制造出烷基π凝胶。这种凝胶的弹性储能模量是液体的4000万倍，可以简化固定和密封。此外，由于凝胶内静电荷的限制得到改善，通过给这种凝胶充电获得的凝胶驻极体与基础材料(即烷基π液体)相比，电荷保持率提高了24%。该团队随后将柔性电极与凝胶驻极体结合起来，制成了一个振动传感器。该传感器能够感知频率低至17 Hz的振动，并将其转换为600 mV的输出电压，比基于烷基π液体驻极体的传感器产生的电压高83%。

4. 在未来的研究中，该团队旨在通过进一步改善充电驻极体特性(即充电容量和充电寿命)和烷基-π凝胶的强度，开发能够响应细微振动和各种应变变形的可穿戴传感器。此外，由于这种凝胶可回收并可重复用作振动传感器材料，因此其使用有望促进循环经济。

5. 该项目由 Akito Tateyama(NIMS 材料纳米结构研究中心 (MANA) 前沿分子组 (FMG) 培训生;北海道大学-NIMS 联合研究生院学生)、Kazuhiko Nagura(FMG、MANA、NIMS 研究员)、Takashi Nakanishi(FMG、MANA、NIMS 组长)和 Masamichi Yamanaka(明治药科大学教授)领导的研究团队进行。

6.该研究于2024年4月11日发表在《德国应用化学》国际版网络版上。