大连工业大学王海松教授团队 AFM:纤维素基水凝胶传感器新进展
2025-01-20 来源:高分子科技
随着物联网以及人工智能在现实生活中的逐步普及,可穿戴柔性传感器因其简单的制造工艺和成熟的信号处理技术引起了广泛关注。其中,纤维素基水凝胶传感系统由于具有独特的三维结构、可生物降解性以及良好的机械性能等优势,是目前柔性可穿戴器件的研究热点。然而,传统植物纤维材料易缩水和低导电性极大地限制了其在柔性传感器件领域的应用和普及。基于此,通过结构设计改善植物纤维基传感器的导电性和灵敏度,并应用于摩擦电纳米发电机、超级电容器和传感器组成的柔性集成传感微系统具有重要意义。
图1. DFT模拟2D MOF与Pc之间的强d-π共轭作用以及dxy的轨道能级提升示意图
图2. 2D MOF@Pc导电纤维素基水凝胶的应变传感性能
图3. 2D MOF@Pc导电纤维素基水凝胶在水下运动监测中的应用
研究结论:本文用Pc修饰2D MOF以调节低能轨道dxy的轨道能级,2D MOF@Pc获得了更高的电导率。2D MOF@Pc制备的纤维素基水凝胶作为摩擦电纳米发电机、超级电容器和传感器模块的关键部件,组装的自供电传感微系统的整体性能得到了加强,灵敏度提高了75%。这项工作不仅为提高2D MOF的电导率及纤维素基凝胶传感器灵敏度提供了理论支撑,这种有效的策略还可以扩展到其他先进电极材料的设计。
文章链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202418474
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