De Smart Polymer Materials-groep onder leiding van prof. Chen Tao van het Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) heeft een volledig hydrofobe ionogel ontwikkeld die zeer efficiënte draagbare onderwatersensoren en communicators onder water mogelijk maakt activiteiten. De studie is gepubliceerd in Materialen Horizons .

Draagbare onderwaterdetectietechnologie is onmisbaar voor gebruik onder water, zoals de exploratie van mariene hulpbronnen, onderwaterredding en onderwaterconstructie, vanwege zijn cruciale rol bij het waarborgen van de veiligheid en het verbeteren van de efficiëntie van de operatie door verschillende signalen te detecteren.

Dankzij de voordelen in afstembare mechanische eigenschappen, biocompatibiliteit en multifunctionaliteit, ionengeleidende gel is een van de meest veelbelovende materialen voor draagbare sensoren onder lage luchtvochtigheid. Echter, vanwege de instabiliteit van ionengeleidende gel in een langdurige omgeving met hoge luchtvochtigheid, het ontwikkelen van draagbare sensoren voor onderwaterdetectie op basis van de ionengeleidende gel blijft een uitdaging.

In dit onderzoek, onderzoekers van NIMTE ontwikkelden een volledig hydrofobe ionengeleidende ionogel via de eenstapspolymerisatie van hydrofobe monomeren in een hydrofoob IL-oplosmiddel.

Als draagbare onderwatersensor, de bereide ionogel vertoonde een uitstekende langetermijnstabiliteit onder water. De diffusiebarrière op basis van een volledig hydrofobe structuur gaf het een uitstekende anti-zwelling capaciteit en onderdrukte de diffusie van ionen effectief. De goede hydrofobe eigenschappen verbeterden de hechting van ionogel in de onderwateromgeving door de hydratatielaag te vernietigen.

Aanvullend, de bereide ionogel vertoonde een hoge gevoeligheid, breed spanningsbereik, superieure responsiviteit en duurzaamheid. Als demonstratie, het kan de lichaamsbewegingen van het menselijk en waterleven in de complexe onderwateromgeving nauwkeurig detecteren, die het toepassingspotentieel op het gebied van houdingsmonitoring en biologisch onderzoek tonen.

Op grond van het coderingsprincipe van morsecode, een eenvoudige en efficiënte onderwatercommunicator werd voorgesteld door de status van vingerbuiging af te stemmen op de specifieke betekenissen (''punten'' en ''streepjes'') en deze vingerbuigende beweging onder water te volgen. Door de continue combinatie van vingerbuigstatus, een reeks onderwaterberichten kan efficiënt worden afgeleverd.

De volledig hydrofobe ionogel vertoont een groot potentieel in maritieme toepassingen op basis van zijn uitstekende onderwaterdetectie- en communicatieprestaties, en het biedt ook een gemakkelijke en effectieve route voor het ontwikkelen van draagbare onderwatersensoren en communicators van de volgende generatie.