Joustavia puettavia paineantureita, joilla on erinomainen reaktiivisuus ja sopeutumiskyky monimutkaisille kaareville pinnoille, käytetään laajasti terveyden seurannassa ja älykkäässä terveydenhuollossa. Perinteiset paineanturit, joita rajoittavat materiaaliensa homogeeninen rakenne, kamppailevat kuitenkin sekä korkean herkkyyden että laajan paineen havaitsemisalueen saavuttamiseksi samanaikaisesti. Gradienttijärjestelmät ioniset johtavat hydrogeelit tarjoavat ratkaisun tähän haasteeseen, mutta tällaisten hydrogeelien rakentaminen yksinkertaisilla menetelmillä on edelleen vaikeaa.
Kiinan tiedeakatemian Ningbo-instituutin tutkimusryhmä on kehittänyt yksinkertaisen ja tehokkaan strategian moduulien gadient-ionisten johtavien hydrogeelien rakentamiseksi fytiinihapon ja polymeerien välisen vuorovaikutusmekanismin perusteella. Näitä hydrogeelejä käytetään korkean suorituskyvyn paineanturien rakentamiseen. Antureissa on laajempi paineen havaitsemisalue, erinomaiset matalapaineiden havaitsemisominaisuudet ja suurempi yleinen herkkyys, tunnistaen tehokkaasti ääniaaltojen ja ilmavirran aiheuttamat heikot painoset, puhumisen ja sormenpuristimen kohtalaiset paineet sekä korkeammat plantaripaineen suuruudet.
Ryhmä tutki fytiinihapon ja hydrogeelimatriisin välistä vuorovaikutusta löytämällä erilaisia vuorovaikutusmuotoja fytiinihapon ja erilaisten polymeerien välillä. Polyakryyliamidi/fytiinihappohydrogeelissä fytiinihappo toimii plastisaattorina polyakryyliamidiverkossa, lisäämällä polyakryyliamidimolekyyliketjujen liikkuvuutta ja vähentämällä hydrogeelin moduulia. Polyakryylihappo-/fytiinihappohydrogeelissä fytiinihappo edistää polyakryylihapon mikrofaasierottelua parantaen hydrogeelin mekaanisia ominaisuuksia. Näiden mekanististen oivalluksien perusteella ryhmä käytti pre-polymeeriliuoksen valumenetelmää ionisen johtavan hydrogeelin paineanturin rakentamiseksi gradienttimoduulilla integroimalla erilaiset fytiikkahappopolymeerihydrogeelit.
Tutkimus osoittaa, että tämä anturi saavuttaa sekä korkean herkkyyden että laajan paineen havaitsemisalueen. Gradienttien hydrogeelissä polyakryyliamidi/fytiinihappoalue, joka on runsaasti plastisointivaikutuksia ja polyakryylihappo-/fytiinihappoa alue, runsaasti mikrofaasin erottelua, tarjoavat paineanturille erinomaiset matalapaineiden havaitsemisominaisuudet ja korkeapainevastetta vastaavasti. Hydrogeelianturi voi herkästi reagoida eri taajuuksien ja amplitudien ääniaaltoihin ilman kosketusta ja pystyy erityisesti ja toistettavasti tunnistamaan äänet. Lisäksi anturi voi havaita heikot ilmavirrat, joiden nopeudet ovat niin alhaiset kuin 0. 2 m/s. Lisäksi se voi havaita herkästi fysiologisiin signaaleihin, kuten pulssi ja lihasten värähtelyihin, samoin kuin korkeamman paineen sormen puristimiin.
Tutkimuksessa havaittiin, että tämän anturin kokoaminen langattomaan siirtopohjan tunnistusryhmään mahdollistaa korkeapaineisten plantaaristen painejakaumien havaitsemisen tarjoamalla jatkuvia ja vakaita vasteita erilaisille staattisille seisoville asennoille ja plantaarisen paineen muutoksille kävelyn aikana. Lisäksi fytiinihappo antaa hydrogeelille, jolla on erinomaiset antibakteeriset ominaisuudet ja biologinen yhteensopivuus, mikä perustaa perusanturien levittämisen biolääketieteellisessä kentässä.