חיישני לחץ לבישים גמישים, עם היענותם ויכולת ההסתגלות המצוינת שלהם למשטחים מעוקלים מורכבים, נמצאים בשימוש נרחב במעקב אחר בריאות ובריאות חכמה. עם זאת, חיישני לחץ מסורתיים, המוגבלים על ידי המבנה ההומוגני של חומריהם, נאבקים להשגת רגישות גבוהה וגם טווח גילוי לחץ רחב בו זמנית. הידרוגלים מוליכים יוניים מובנים בשיפוע מציעים פיתרון לאתגר זה, אך בניית הידרוגלים כאלה בשיטות פשוטות נותרה קשה.
צוות מחקר ממכון נינגבו לטכנולוגיית חומרים והנדסה, האקדמיה הסינית למדעים, פיתח אסטרטגיה פשוטה ויעילה לבניית הידרוגלים מוליכים יוניים-מודולוס המבוססים על מנגנון האינטראקציה בין חומצה פיטית לפולימרים. הידרוגלים אלה משמשים לבניית חיישני לחץ בעלי ביצועים גבוהים. החיישנים מראים טווח גילוי לחץ רחב יותר, יכולות זיהוי מעולות בלחץ נמוך ורגישות כללית גבוהה יותר, תוך זיהוי יעיל של לחצים חלשים הנגרמים על ידי גלי קול וזרימת אוויר, לחצים מתונים מדיבור ולחיצה על אצבעות, ועוצמות גבוהות יותר של לחץ פלנטרי.
הצוות בדק את האינטראקציה בין חומצה פיטית למטריצת ההידרוג'ל, וגילה מצבי אינטראקציה שונים בין חומצה פיטית לפולימרים שונים. בהידרוגלים של פוליאקרילאמיד/חומצה פיטית, חומצה פיטית משמשת כפלסטית ברשת הפוליאקרילאמיד, מגדילה את הניידות של שרשראות מולקולריות פוליאקרילאמיד והפחתת המודולוס של ההידרוגל. בהידרוגלים של חומצה פוליאקרילית/חומצה פיטית, חומצה פיטית מקדמת הפרדת מיקרופז של חומצה פוליאקרילית, ומשפרת את התכונות המכניות של ההידרוג'ל. בהתבסס על תובנות מכניסטיות אלה, הצוות השתמש בשיטת יציקה של פתרונות טרום פולימרים לבניית חיישן לחץ הידרוג'ל מוליך יוני עם מודולוס שיפוע על ידי שילוב הידרוגלים שונים של חומצה-פולימר.
המחקר מראה כי חיישן זה משיג הן רגישות גבוהה והן טווח גילוי לחץ רחב. בהידרוג'ל השיפוע, אזור הפוליאקרילאמיד/חומצה פיטית, עשירה בהשפעות מפלסטיות, ואזור החומצה הפוליאקרילית/חומצה פיטית, עשירה בהפרדת מיקרופז, מספקים לחיישן הלחץ יכולות לגילוי בלחץ נמוך ויכולות לתגובה בלחץ גבוה, בהתאמה. חיישן ההידרוג'ל יכול להגיב ברגישות לגלים קוליים של תדרים ומשרעות שונות ללא מגע ויכול לזהות צלילים באופן ספציפי ושחזור. בנוסף, החיישן יכול לאתר זרימות אוויר חלשות עם מהירויות נמוכות כמו 0. 2 m/s. יתר על כן, זה יכול לאתר ברגישות ולהגיב לאותות פיזיולוגיים כמו דופק ותנודות שרירים, כמו גם לחיצות אצבעות בלחץ גבוה יותר.
המחקר מצא כי הרכבת חיישן זה למערך חישה אלחוטי אלחוטית מאפשרת גילוי של התפלגות לחץ צמחית בלחץ גבוה, ומספק תגובות מתמשכות ויציבות לתנוחות סטטיות שונות ושינויים בלחץ הצמח במהלך ההליכה. יתר על כן, חומצה פיטית מעניקה את ההידרוג'ל עם תכונות אנטיבקטריאליות מצוינות ותאימות ביולוגית, ומניחה את הקרקע ליישום חיישני לחץ בשדה הביו -רפואי.