一种可穿戴的导电水凝,具有三重网络增强,以生物纤维支架为灵感,可实时定量感知水果表面施加的压缩力

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 食品科学 食品科学 食品科学
• 工程 工程师 工程师 工程师

背景情况:

• 收获后处理过程中的机械应力会导致大量的水果腐烂和损失.
• 目前的监测方法不足以检测水果和包装之间的压力.
• 为感知压力应力开发符合材料是必不可少的.

研究的目的:

• 合成三重网络增强的导电水凝,用于检测水果表面的压缩力.
• 根据机械负载下内在阻抗的变化来评估水凝的性能.

主要方法:

• 一种PSA/LiCl/CCN@AgNP导电水凝的合成.
• 水凝属性的表征:粘附性,机械性,抗性,保持水分和导电性.
• 开发一个便携式复杂阻抗记录器,用于评估力感应能力.

主要成果:

• 导电性水凝表现出显著的压力灵敏度 (1%-80%的应变) 和出色的机械性能 (580%的破裂延伸,耐用性).
• 水凝在长时间冷后 (-20°C96小时) 保持了机械强度,这表明它具有抗性能.
• 一个便携式阻抗记录器成功量化了对压缩反应的电阻变化,验证了其在果表面的有效性.

结论:

• 导电性水凝是智能包装应用的一个有前途的材料.
• 它可以检测水果上的机械应力,将其转换为用于云传输的电信号.
• 能够实时感知机械力,大大提高收获后果损失管理.