一种基于聚烯/纤维素纳米纤维交联聚乙烯醇水凝的高灵敏度和防导电应变传感器,用于人类运动检测
Xiaolan Liu1, Hongyang Shi1, Feifei Song1
1College of Light Industry Science and Engineering, Tianjin Key Laboratory of Pulp and Paper, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China.
International journal of biological macromolecules
|December 15, 2023
概括
这项研究开发了一种新型的导电水凝,使用纤维素纳米纤维 (CNF),聚烯 (PPy) 和用聚乙醇 (PVA) 制成的甘. 由此产生的材料为灵活的应变传感器在零度以下的温度下提供了增强的导电性,机械强度和稳定的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 导电水凝对灵活的应变传感器来说是有前途的,但其机械完整性不佳,并且在低温下会结.
- 现有的水凝在机械应力或极端环境条件下经常失效,限制了它们的实际应用.
研究的目的:
- 开发一种机械坚固,导电和冷稳定的水凝,用于先进的应变传感应用.
- 为了研究纤维素纳米纤维 (CNF),聚烯 (PPy) 和糖醇在聚乙烯醇 (PVA) 基质中的协同效应.
主要方法:
- 采用一策略,将CNF,PPy和糖共同纳入PVA水凝中.
- 合成的水凝的导电性,机械性能和低温性能得到了描述.
- 水凝作为应变传感器的性能被评估为灵敏度,可重复性和稳定性.
主要成果:
- 与对照组相比,PPy@CNF-PVA水凝显示了显著提高的导电率 (0.034 S/m).
- 由于甘油的冷保护性质,水凝在-18°C时保持了离子导电性.
- 通过CNF等级结构和结,可以获得更好的机械强度 (0.65MPa应力,301%应变) 和粘性弹性.
结论:
- 新型PPy@CNF-PVA水凝为灵活的应变传感器提供了一个稳定可靠的平台.
- 它的优越导电性,机械强度和低温性能解决了现有材料的关键局限性.
- 水凝显示出对监测人类活动的出色反应能力,表明了广泛的应用潜力.
