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  • Confined graphitization of cellulose polymorphs enables high-performance piezoresistive electronics
  • 来源:余厚咏教授个人网站 2025-10-09
  • 纤维素是一种可再生生物聚合物,在可持续电子和传感技术方面具有巨大的前景,但其固有的绝缘性阻碍了更广泛的应用。在这项研究中,我们提出了一种区域选择性、酸诱导的受限石墨化策略,将四种纤维素多晶型物(I-IV)转化为具有高石墨化度、优异的导电性、出色的热稳定性(高达445.3 °C)和多样化的纳米结构形貌的本征导电纳米纤维素(CNCene)。其中,创造性地利用CNCene-III作为多功能纳米填料,掺入纤维素基体中,构建柔性压阻器件。与通常影响柔韧性的传统导电填料不同,CNCene-III显着提高了所得纤维素复合薄膜(CCF)的抗拉强度(从35.9 MPa到82.1 MPa)和断裂伸长率(从7.7 %到23.1%),这要归功于强烈的界面相互作用。CCF表现出90 ms的超快响应时间和23%的低压电阻变化,表现出高灵敏度和快速信号反馈。这实现了实时压力传感能力,并通过可靠的摩尔斯电码信号传输得到验证。与采用碳纳米管或石墨烯衍生物的传统纤维素基导电复合材料相比,该策略为工程导电纳米纤维素提供了一个可扩展的、无热解的平台,具有集成的机械增强、导电性和功能响应性。


  • [来源:中国聚合物网]
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