可光固化纳米纤维素基水凝用于智能织品中的实时电化学汗水监测

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 生物医学工程 生物医学工程
• 聚合物化学 聚合物化学

背景情况:

• 可穿戴的汗水传感器需要先进的水凝,以快速湿,按需固化和机械耐用性.
• 现有的水凝在灵活的电子传感应用中经常面临性能和可靠性的局限性.

研究的目的:

• 开发一种UV可固化的聚烯酸/纤维素纳米晶 (PAA/CNC) 水凝,以提高可穿戴汗液传感器的性能.
• 研究纤维素纳米晶体 (CNCs) 对水凝特性 (如水友性,机械强度和固化速度) 的影响.

主要方法:

• 用不同的CNC度配制UV可固化的PAA/CNC水凝.
• 水凝性质的表征,包括凝时间,静态接触角度,平衡膨胀比,拉伸强度和扬模.
• 化学相互作用 (FTIR) 和形态 (SEM) 的分析,以了解结构-属性关系.

主要成果:

• 该PAA/CNC水凝在2-4秒内呈现出快速光固化,适用于可扩展的涂层.
• CNC显著提高了水友性 (接触角度降低到9.9°在10 wt%的 CNC) 和机械强度 (拉伸强度增加到180.7 kPa).
• 最佳配方 (10 wt% CNC) 平衡了刚性,强度,水友性和快速固化,显示了有利于离子传输的多孔形态.

结论:

• 光固化PAA/CNC水凝为织物集成的基于阻抗的汗水传感提供了一个有希望的矩阵.
• 开发的水凝解决了对高性能灵活电子传感系统的关键要求.
• 纳入CNC对于实现先进的可穿戴传感器所需的材料性能至关重要.