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郑州大学橡塑模具国家工程研究中心在柔性传感器领域取得新进展

发布时间:2021年02月14日 信息来源:橡塑模具国家工程研究中心

郑州大学橡塑模具国家工程研究中心在柔性传感器领域取得新进展

日前,郑州大学橡塑模具国家工程研究中心在导电高分子纳米复合材料基可穿戴柔性传感器领域取得新进展。相关成果以题为“Lightweight, Superelastic and Hydrophobic Polyimide Nanofiber /MXene Composite Aerogel for Wearable Piezoresistive Sensor and Oil/Water Separation Applications”的论文,发表在材料领域顶级期刊《Advanced Functional Materials》。论文第一作者为橡塑模具国家工程研究中心刘虎副教授,第一学生作者为2018级硕士研究生陈晓玉,通讯作者刘虎副教授、刘春太教授和中国科学院北京纳米能源与系统研究所潘曹峰研究员。

随着智能电子设备的快速发展,可穿戴柔性压力传感器在电子皮肤、人机交互、运动检测和人体健康监测等领域的应用备受关注。目前多数研究大都集中于提高传感器的响应性能,而往往忽略了对传感器在不同实际工作环境(如正常或极端的机械变形、温度变化等)下性能的研究。本研究选用耐高温的聚酰亚胺纳米纤维(PINF)作为骨架,水溶性PAA作为粘结剂和碳化钛MXene纳米片作为导电填料,通过环境友好的冷冻干燥和热酰亚胺化工艺构筑了超轻、超弹、疏水并具有特殊的“层-架”结构的PINF/MXene导电复合气凝胶。该材料表现出超低的压力探测限、宽响应范围以及优异的机械耐疲劳性,尤其在液氮、高温等极端恶劣环境下也具有稳定的传感能力。该研究为制备高性能可穿戴柔性传感材料提供了一种新思路。基于优异的疏水性和特殊的泡孔结构,所制备的导电复合气凝胶在油水分离领域也展现出广阔的应用前景。

该研究得到了国家重点研发计划、“111”引智计划、国家自然科学基金和中国博士后科学基金的支持。

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