通过微流体技术制备的高强度导电凝纤维,用于功能化的应变传感
Shaowei Wang1, Kun Qian1, Zekai Mei1
1Co-Innovation Center of Efficient Processing and Utilization of Forest Resources, International Innovation Center for Forest Chemicals and Materials, Joint International Research Lab of Lignocellulosic Functional Materials, College of Materials Science and Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing, 210037, China.
Macromolecular rapid communications
|May 7, 2025
概括
新的复合水凝纤维结合了机械强度和电导性,用于先进的可穿戴电子产品. 这些材料为健康监测和人机接口中的应用提供了高灵敏度和快速响应.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 可穿戴的灵活电子产品需要具有机械强度和电导率的水凝.
- 传统的水凝往往由于石墨烯分散不良和不平衡的特性而受到影响.
研究的目的:
- 为灵活的电子产品开发强大的和导电性的复合水凝纤维.
- 为了克服石墨烯分散和水凝材料中性能平衡的局限性.
主要方法:
- 微流体技术被用于制备TEMPO氧化纤维素纳米纤维-石墨烯纳米片/聚乙烯醇-藻酸盐-酸 (TOCN-GN/PVA-SA-TA) 复合水凝纤维.
- 纤维素纳米纤维作为生物模板,改善了石墨烯分散,形成导电网络.
主要成果:
- 优化的TGG纤维具有0.96 MPa的抗拉强度,破裂时延长150%,电导率为2.66 S m-1.1.
- 水凝纤维表现出增强的能量消散,耐疲劳性,高灵敏度 (GF=1.81),以及作为应变传感器的快速响应 (≈0.3秒).
- 用PDMS封装的织传感器使得加密的莫尔斯代码传输成为可能.
结论:
- 开发的TGG复合水凝纤维为先进的可穿戴柔性电子产品提供了有前途的解决方案.
- 这些材料显示出对生理运动的精确监测和创新的人机界面的巨大潜力.
