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化工學院武玉民教授團隊在自修復有機硅應變傳感器領域取得新進展
作者:劉月濤  審核: 來源:化工學院  編輯:唐雯 點擊:[] 日期:2020年12月18日

柔性導電覆合材料作為可穿戴應變傳感器,廣泛應用於新一代機器人、電子皮膚、人體檢測等領域。然而,如何製備兼具柔韌性、自愈性和傳感能力的柔性導電覆合材料是一個具有挑戰性的研究方向。有機硅材料具有良好的生物相容性、柔性、耐溶劑性、耐高温性等,能夠作為一種良好的基體材料用於應變傳感器領域。使用有機硅聚合物為主鏈,並將生物小分子改性後的導電納米材料與有機硅動態交聯網絡複合是構建新型柔性導電覆合材料的理想方法。

近日,青島科技大學武玉民、劉月濤、高傳慧教授團隊報道了關於自修復有機硅應變傳感器的相關進展。利用生物小分子改性的導電納米材料與有機硅動態交聯網絡複合製備的有機硅應變傳感器在力學性能、室温修復性能和應變傳感性能等方面表現優異,並在國際知名學術期刊ACS Applied Materials & Interfaces(一區IF=8.758), Journal of Materials Chemistry C (一區IF=7.059)上分別發表了題為“Self-Healing Ti3C2MXene/PDMS Supramolecular Elastomers Based on Small Biomolecules Modification for Wearable Sensors”和“A Stretchable and Self-Healable Organosilicon Conductive Nanocomposite for A Reliable and Sensitive Strain Sensor”的文章。

文章分別將有機硅動態交聯網絡與生物小分子改性的Ti3C2MXene、MWCNTs通過氫鍵相互作用複合,在動態亞胺鍵的幫助下實現無需外部熱源的自修復過程,並將其用於探測人體細微運動的應變傳感器。實驗結果表明,自修復有機硅應變傳感器具有優異的形狀變化靈敏度(GF均大於或等於3.6),且可以在自愈前後準確感應人體極為細微的運動。該進展的相關文章均以青島科技大學為第一單位,化工學院劉月濤副教授為論文的通訊作者,碩士生張凱銘為論文的第一作者。

                      圖1.生物分子改性的Ti3C2MXene/PDMS超分子自修復應變傳感器

                       圖2.生物分子改性的MWCNTs/PDMS超分子自修復應變傳感器

該工作得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金、山東省高校“青創科技計劃”、山東大學特種功能聚集體材料教育部重點實驗室開放基金等項目的支持。

論文鏈接://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c13653?ref=pdf

//pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/TC/D0TC04719H#!divAbstract

(撰稿:劉月濤;審核:劉福勝)

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