柔性传感器因其优异的拉伸性能、导电性和贴合性而被广泛应用于健康诊断、运动监测和人机交互等领域。

然而，由于软材料固有的粘弹性，柔性传感器在动态加载过程中无法快速恢复其原始形状，导致柔性传感器的信号滞后较大，严重影响了柔性传感器的监测精度。如何快速准确地制造具有低滞后的柔性传感器仍然是一个挑战。

中科院福建物质结构研究所（FJIRSM）吴立新教授领导的研究小组在《化学工程》杂志上发表的一项研究中，开发了一种高回弹性、低滞后和多功能的多孔柔性材料，特别适用于光固化 3D 打印离子凝胶传感器。

图形概要。图片来源：化学工程杂志（2022）

基于富含氢键的丙烯酸酯单体和离子液体，研究人员制备了一种具有快速聚合速率的光敏树脂，用于多孔离子凝胶柔性传感器（PIFS）的数字光处理（DLP）打印，以及可变形的 Alan Schoen 的 I 包裹封装（IWP） ) 晶格在 PIFS 中被引入以提高柔性传感器的弹性。

实验结果表明，在70%应变下循环压缩500次后，晶格结构PIFS的残余应变几乎为0，且磁滞回线几乎重叠，表明PIFS具有优异的回弹性和抗疲劳性能。高弹性和耐用性使 PIFS 具有低滞后 (2.4%)，在长期循环加载期间提供可靠的传感信号。晶格结构的引入也使得PIFS具有更高的压力灵敏度（0.45 kPa-1）。

研究人员还利用 3D 打印技术的可自由设计结构设计和打印具有定制结构的 PIFS，用于监测脉搏、手指、步态和手腕运动。

此外，PIFS玻璃化转变温度低（-45.8摄氏度），可在低温环境下稳定工作。它还具有抗菌特性和对温度变化的快速响应，可以监测温度变化，证明PIFS是一种多功能的柔性传感器。

本研究通过使用 3D打印技术在传感器中设计晶格结构，解决了柔性传感器的滞后问题。