光子互穿聚合物网络纤维,包括交织的固态胆固醇液晶和多电解质网络,用于传感器应用
Amhagiyorgis Mesfin Adane1, Soo-Young Park1
1School of Applied Chemical Engineering, Polymeric Nano Materials Laboratory, Kyungpook National University, Daegu 41566, Republic of Korea.
ACS applied materials & interfaces
|March 21, 2024
概括
新的光子互穿聚合物网络 (IPN) 纤维提供了多功能传感器应用. 这些具有成本效益的,无电池的光子IPN纤维使可穿戴技术的视觉检测成为可能.
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:
- 开发先进的传感器技术对于各种应用至关重要.
- 光子材料为传感提供独特的光学特性.
- 相互透的聚合物网络 (IPN) 提供了强大的材料结构.
研究的目的:
- 为传感器应用开发具有均尺寸的光子互穿聚合物网络 (IPN) 纤维.
- 为了制造具有完美的光子结构的IPN纤维,以提高性能.
- 为了证明这些纤维在检测湿度,金属离子和生物分子方面的潜力.
主要方法:
- 使用固态胆固醇液晶 (CLC固体) 与聚烯酸 (PAA) 或聚二甲基乙烯酸甲酸 (PDMAEMA) 交织在特龙管模板内的光子IPN纤维的制造.
- 利用通过手机捕获的光子颜色的主导波长来测量颜色变化.
- 在生物感知应用中将尿酶或葡萄糖氧化酶固定在IPN纤维上.
主要成果:
- 光子IPNPAA纤维显示湿度感应在21-92%的线性范围内,LOD为7.86%.
- 检测到Ca2+离子的线性范围为0.5-3.5mM,LOD为0.07mM.
- 光子IPNPAA-urease和IPNPDMAEMA-GOx纤维分别显示了尿素 (10-60毫米,LOD 2.54毫米) 和葡萄糖 (2-16毫米,LOD 0.76毫米) 检测的线性反应.
结论:
- 开发的光子IPN纤维对传感器应用具有前景,因为它们易于制造,小型化和成本效益高.
- 这些无电池,可视检测的传感器为可穿戴技术提供了新的可能性.
- 该研究强调了光子IPN纤维在先进传感中广泛采用的潜力.
