近日，《先进材料》（Advanced Materials）发表了化学与分子科学学院常春雨教授课题组的最新研究成果，论文题为“Electric Field‐Induced Dual‐Gradient Heterojunction Diodes Toward Ultrasensitive Self‐Powered Ionic Skin”。该研究提出了一种制备高性能自供电水凝胶传感器的通用方法，该传感器具有超高的灵敏度（1247.3 mV/MPa），并实现0.8 Pa的超低检测限。化学与分子科学学院博士研究生林杰涵为论文第一作者，常春雨教授和中国科学院宁波材料所海洋关键材料全国重点实验室陈涛研究员、魏俊杰副研究员为论文通讯作者。

智能可穿戴电子产品的蓬勃发展正在迅速改变我们的生活方式，下一代可穿戴电子产品对传感器的精确传感能力、高安全性和自供电的便利性提出了更高的要求。水凝胶离子二极管（Hydrogel ionic diode）因其优异的柔性、自供电特性和力-电转换能力成为智能可穿戴电子产品传感器材料的理想选择。然而，现有的水凝胶离子二极管传感器一般由两层带相反电荷的水凝胶组成，这种高界面电阻和单异质结的双层结构导致其灵敏度较低，难以满足高精度传感的需求。因此，解决水凝胶离子二极管在自供电传感领域的界面问题具有重要意义和挑战性。

基于上述挑战，本研究提出了一种通过直流电场诱导制备双梯度水凝胶离子二极管的通用方法，该方法制备的水凝胶离子二极管具备一体化结构，且水凝胶中固定电荷呈现双梯度分布，能够有效改善传统双层结构的界面问题，显著提高灵敏度（1247.3 mV/MPa）并具有超低的检测下限（0.8 Pa）。此外，将自供电双梯度水凝胶离子二极管传感器应用于仿生假肢，通过建立精确的假肢控制系统，可以实现对超软物体（如豆腐）的无损抓取。该工作为研发适用于仿生假肢、软体机器人和人机交互的新型自供电柔性传感器提供了新思路。

论文连接：https://doi.org/10.1002/adma.202500949

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