武汉大学团队研发多熔点丙烯酸酯共聚物温敏墨水 实现基底依赖型柔性测温
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武汉大学团队研发多熔点丙烯酸酯共聚物温敏墨水 实现基底依赖型柔性测温
柔性电阻式温度传感元件在智能物流追踪与仓储环境监测领域展现出广阔的应用前景。该类器件凭借制备成本低廉、图案化加工灵活、传感参数可调以及基底适配性强等特质，正逐步成为物联网感知层的关键组件。然而，传统相变型测温材料往往受制于单一相变临界点，材料在熔融区间内的电阻特性极易出现阶跃式突变。这一物理局限不仅大幅压缩了器件的有效工作温区，也使其难以灵活匹配差异化的工业监测需求。
针对上述技术瓶颈，武汉大学研究团队提出了一种以多熔点丙烯酸酯共聚物为核心组分的可编程温敏复合油墨体系。该团队将优化后的复合墨水通过丝网印刷工艺精准转移至聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜与纤维素纸张两种差异明显的承载基材上，成功构筑出呈现显著基底依赖特征的柔性测温原型器件。实验设计系统剖析了基底微观拓扑结构对器件热-电响应行为的调控规律。通过精确干预共聚单体的分子量分布与交联网络构型，研究者可对传感元件的有效测温跨度及相对电阻变化率（ΔR/R₀）进行精准标定。
性能测试数据表明，该系列柔性传感模块在零至五十摄氏度的宽幅区间内保持线性响应，温度分辨精度可达0.1摄氏度。在五十摄氏度环境下经历五十次加热-冷却循环后，器件仍维持高度稳定的输出信号。流变学测试进一步证实，复合油墨具备理想的触变恢复指数与剪切稀化特性，完全满足高精度印刷工艺要求。傅里叶变换红外光谱（FTIR）、差示扫描量热法（DSC）及原位X射线衍射（XRD）图谱共同勾勒出多相变行为的热力学演进路径。扫描电子显微镜（SEM）与能谱（EDS）元素映射则清晰呈现了导电填料在两种基底内部的渗透网络差异，接触角测试数据进一步佐证了基底润湿性与导电网络构建的关联机制。
在实际工况验证中，搭载于纸质载体的传感矩阵成功实现了对包裹表面温度梯度的高分辨率空间成像。五乘五及三乘五的阵列布局分别适配于大型包装箱与纽扣电池封装体的热响应监测，相关等值线图直观还原了复杂表面的热分布特征。另一方面，基于PET薄膜的独立传感节点被集成至串联电路中，作为阈值触发型可视化光电器件，在特定温度临界点实现LED的明暗切换。上述实验结果全面印证了该可编程温敏墨水体系在柔性穿戴监测、智能防伪标签开发以及工业级越限报警系统等多个赛道的落地潜力。
该研究成果以《Programmable Thermosensitive Ink Based on Multi-Melting-Point Acrylate Copolymers for Substrate-Dependent Temperature Sensing》为题，正式发表于国际材料科学权威期刊《Advanced Functional Materials》。论文第一完成人包括Gong Ziyi、Zou Jian、Wang Qian、Li Quancai、Wei Yuanjie及Wu Wei。文章于2026年9月2日在线首发。相关文献可通过DOI链接（https://doi.org/10.1002/adfm.78137）获取。本期内容审核由黄宇负责。
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