自供电式可穿戴电子产品将推动智能医疗、运动监测领域的发展，同时也对摩擦电材料的设计提出了更高要求。气凝胶作为常见的摩擦电材料，需要提升其机械性能，来解决实际应用中结构坍塌的问题。

近日，王双飞院士团队基于Hofmeister效应构筑了多尺度结构的纳米纤维素摩擦电气凝胶。该气凝胶展现出超高刚度，杨氏模量高达142.9 MPa，比模量高达340.6 kN·m/kg，支撑自身重量的6600倍后依旧不变形。超高刚度的摩擦电气凝胶被用于构建可穿戴自供电传感器，即使在343 kPa压强的冲击后仍能工作。

在气凝胶的制造过程中，Hofmeister效应诱导水分子从聚合物链之间不断排出，羟基之间形成新的氢键，导致聚合物链聚集和结晶区域不断增大，摩擦电气凝胶力学性能得到提升。经过盐析处理，气凝胶网络中可以形成更多、更致密的结晶域，作为强有力的交联点，使气凝胶具有优异的力学性能。

在摩擦电气凝胶基自供电传感器具体的性能测试中，经过6000 s的循环测试后，摩擦电气凝胶的多孔结构几乎不受影响。传感器表现出快速响应和回复速度，响应与回复时间分别仅为33 ms和26 ms，且在工作压强高达343 kPa时依旧可以工作。此外，通过该传感器可对不同人体步态进行监测，如根据开路电压信号峰型和数值特点，可以明显区分走路、跑步、跳跃和跌倒等状态。此外，通过开路电压的峰值大小和峰的频率也可以监测人体肘部弯曲的角度和频率。

相关研究为气凝胶的设计策略与应用提供了参考，也有望促进可穿戴产品在智慧医疗领域中的进一步应用。成果以“Multiscale Structural Nanocellulosic Triboelectric Aerogels Induced by Hofmeister Effect”为题发表在《Advanced Functional Materials》上。

（来源：高分子科学前沿）