室温和可回收的纤维素纳米纤维的制备,使用深度环氧溶剂,用于多功能传感器应用
Wei Gong1, Meng Liu1, Bowen Hu1
1State Key Lab for Hubei New Textile Materials and Advanced Processing Technology, College of Materials Science & Engineering, College of Textile Science & Engineering, Wuhan Textile University, 430200 Wuhan, China.
International journal of biological macromolecules
|January 11, 2025
概括
一种新的绿色方法使用深度环氧溶剂来生产可回收的纤维素纳米纤维 (CNF). 这些CNF能够为可穿戴电子产品创建多功能传感器,在应变,温度和湿度检测方面表现出高性能.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 纳米技术纳米技术
- 绿色化学 绿色化学
背景情况:
- 纤维素纳米纤维 (CNF) 具有出色的机械性能,生物相容性和表面可修饰性.
- 在开发绿色,经济高效和可回收的CNF生产方法方面仍然存在挑战.
- 深度性溶剂 (DES) 是可持续纳米材料加工的一个有希望的途径.
研究的目的:
- 开发一种绿色,低成本,室温战略,用于生产可回收的纤维素纳米纤维 (CNF).
- 探索这些CNF在制造可穿戴设备的多功能传感器中的应用.
主要方法:
- 在室温下使用深度浸泡溶剂对CNF进行脱皮.
- 循环利用深层环氧溶剂,以实现高CNF产量.
- 使用聚乙醇 (PVA),酸装饰的CNF (CNF@TA) 和银纳米粒子 (AgNPs) 制造复合膜.
主要成果:
- 通过回收工艺实现了CNF大约90%的高平均产量.
- 具有平均长度约5.3微米,直径约44纳米的特征性CNF,在水中具有良好的分散性.
- 开发了一种多功能传感器 (PVA/CNF@TA/AgNPs),具有卓越的应变灵敏度 (GF = 46.42),低检测极限 (<1%),快速响应 (80 ms),准确的温度传感 (0.1 °C) 和实时皮肤水分监测.
结论:
- 开发的深度欧性溶剂策略为生产高质量的CNF提供了一种经济和环保的方法.
- 由此产生的CNF适用于制造高性能多功能传感器.
- 这种方法具有通过先进的传感器技术推进可穿戴电子设备的巨大潜力.
