مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

مروری بر حسگرهای کرنشی پیشرفته مبتنی بر هیدروژل‌های رسانای یونی و الکترونی: مبانی اولیه تا فناوری‌های پوشیدنی و چشم‌انداز آینده

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان
1 گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر،
2 گروه شیمی تجزیه، دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
10.22034/ijche.2026.572942.1581
چکیده
این مقاله مروری، به بررسی و مقایسه حسگرهای کرنشی مقاومتی مبتنی بر هیدروژل‌های رسانا با تمرکز بر تحلیل تفاوت‌های میان هیدروژل‌های رسانای یونی و الکترونی می‌پردازد. هیدروژل‌ها به‌خاطر ساختار شبکه‌ای، زیست‌سازگاری و خواص مکانیکی مشابه بافت‌های بدن، گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهایی مانند پوست الکترونیکی و رباتیک نرم هستند. در این پژوهش، مبانی عملکرد و سازوکارهای حسگری این دو دسته تحلیل می‌شود. هیدروژل‌های یونی بر انتقال یون‌ها متکی هستند، در حالی که نوع الکترونی با افزودن پرکننده‌های رسانا مسیر هدایت الکترونی ایجاد می‌کنند. این تفاوت بنیادی، به‌طور مستقیم بر مشخصه‌های کلیدی مانند حساسیت، کشش‌پذیری و پایداری مکانیکی آن‌ها تأثیر می‌گذارد. کاربردهای عملی این فناوری با چالش‌هایی چون دوام مکانیکی، ثبات سیگنال و ادغام در سامانه‌های پوشیدنی روبرو است. مقاله ضمن بررسی این موانع، چشم‌انداز آینده را در قالب یکپارچه‌سازی با مواد هوشمند ترسیم کرده و مسیر را برای توسعه نسل نوینی از سامانه‌های پایش سلامت و رابط‌های لمسی هموار می ‌سازد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A Review of Advanced Ionically and Electronically Resistive Hydrogel-Based Flexible Strain Sensors: Fundamental Principles to Wearable Technologies and Future Prospects

نویسندگان English

Leila Ghadiri 1
Leila Naji 2
1 Applied Chemistry Group, Department of Chemistry, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran.
2 Analytical Chemistry Group, Department of Chemistry, Amirkabir University of Technology, Teran, Iran.
چکیده English

This review article examines and compares strain-resistive sensors based on conductive hydrogels, with a focus on analyzing the differences between ionically conductive and electronically conductive hydrogels. Hydrogels are an ideal choice for applications such as electronic skin and soft robotics due to their networked structure, biocompatibility, and mechanical properties similar to those of body tissues. This study analyzes the operating principles and sensing mechanisms of these two categories. Ionic hydrogels rely on ion transport, while the electronic type creates electron conduction pathways by incorporating conductive fillers. This fundamental difference directly impacts key performance parameters such as sensitivity, stretchability, and mechanical stability. The transition to practical applications faces challenges including mechanical durability, signal stability, and integration into wearable systems. By addressing these obstacles, the article outlines a future vision based on integration with smart materials, paving the way for developing a new generation of health monitoring systems and tactile interfaces.

کلیدواژه‌ها English

Hydrogel-based sensor
Sensing parameters
Electronic skin (E-skin)
wearable electronics
health monitoring

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 30 خرداد 1405