水凝膠材料由于其極高的含水率、良好的生物相容性等特性，在組織工程，藥物控釋、細(xì)胞治療等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域擁有著廣泛的應(yīng)用。近日，西安交大航天航空學(xué)院、機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與振動國家重點實驗室陳詠梅教授課題組及合作者利用水凝膠材料與水環(huán)境完美匹配的體積模量，在水下具有很小聲阻抗的特性，首次將水凝膠應(yīng)用于水下聲學(xué)領(lǐng)域，成功研制了基于水凝膠的水下麥克風(fēng)。

　　水凝膠材料自身原本無法響應(yīng)外界壓力，該研究通過原位電還原的簡便辦法巧妙地在水凝膠表層數(shù)十微米深度的空間內(nèi)植入了樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)，將其作為插入水凝膠內(nèi)部可變形的金屬電極，利用壓力作用下該樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)形變導(dǎo)致的水凝膠雙電層電容變化作為信號，使得水凝膠器件能夠檢測外界的微小壓力，并成功將其應(yīng)用于水下聲波的測量。該新型水凝膠麥克風(fēng)可很好地響應(yīng)水下聲波的振幅、頻率等變化，且對小于60赫茲的超低頻水聲波段表現(xiàn)出很高的靈敏度，其響應(yīng)信號強(qiáng)度最高可超出市售商用水聽器30dB以上。該研究為水凝膠材料的設(shè)計及應(yīng)用提供了新的研究思路，未來可有望應(yīng)用于水下偵測及海嘯、海底地震等災(zāi)難的預(yù)警。

　　該課題相關(guān)研究文章 “可隱身水下監(jiān)聽水凝膠麥克風(fēng)(Hydrogel microphones for stealthy underwater listening)”在Nature Communications(DOI: 10.1038/ncomms12316)上在線發(fā)表，該工作是陳詠梅課題組與美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)(林肯分校)工程學(xué)院機(jī)械與材料工程系譚力教授、周勤教授合作研究的成果,博士生高揚為論文第一作者。論文鏈接http://www.nature.com/articles/ncomms12316。

　　陳詠梅教授課題組相繼開展了在新型多功能凝膠材料的合成方法、結(jié)構(gòu)調(diào)控、功能整合和應(yīng)用探索。研發(fā)了一系列具有特殊電、磁、光、機(jī)械以及自愈合特性的水凝膠，該論文研究是課題組首次在材料聲學(xué)性能的積極探索。

　　近年來，陳詠梅課題組在柔性器件及功能高分子凝膠材料設(shè)計與制備方面取得了一系列進(jìn)展，研究成果已先后發(fā)表于Chem. Soc. Rev、Adv. Funct. Mater.、Green Chem.、ACS. Appl. Mater. Interfaces、Macromol. Rapid Commun、Soft Matter.等具有國際影響力的期刊上。