隨著人工智能以及物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)實生活中的逐步普及，可穿戴柔性傳感器因其簡單的制造工藝和成熟的信號處理技術(shù)引起了廣泛關(guān)注。同時，難以回收或降解的電子廢棄物、較低的靈敏度和有限的檢測范圍嚴重阻礙了其實際應用。因此，可再生、可折疊、可降解、低成本、高靈敏度的植物纖維基柔性傳感成為目前可穿戴器件領(lǐng)域的研究熱點。然而，傳統(tǒng)的植物纖維基材料自身的親水性和低導電性極大地限制了在柔性傳感器件領(lǐng)域的多功能化應用。基于此，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計改善植物纖維基傳感器的靈敏度和導電性，并應用于摩擦電納米發(fā)電機、超級電容器和傳感器組成的柔性集成傳感微系統(tǒng)具有重要意義。
近日，大連工業(yè)大學生物基纖維材料與造紙化學品王海松教授團隊，以可再生可降解的植物纖維為主要原料，多層石墨烯為導電填料，通過創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計和缺陷修補策略構(gòu)筑了高靈敏度柔性傳感系統(tǒng)，相關(guān)論文分別發(fā)表在生物材料領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊Carbohydrate Polymers（中科院一區(qū)，IF=10.723）和化工領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊Chemical Engineering Journal（中科院一區(qū)，IF=16.744），王海松教授和杜健副教授為通訊作者，贠童童博士和岳嘉繼博士分別為第一作者。
另外，為了修復傳統(tǒng)的還原氧化石墨烯制備過程中形成的形態(tài)缺陷，設(shè)計了一種簡單有效的利用碳化金屬-有機骨架(CMOF)修復的新方法。缺陷區(qū)域固定的CMOF充當了電子快速通過的橋梁，提高了還原氧化石墨烯對負載機械能的耐受性。含缺陷修補后的還原氧化石墨烯的水凝膠不僅具有良好的力學性能(如抗拉強度為195 kPa)和高電導率(2.42 S/m)，組裝成摩擦納米發(fā)電機、超級電容器和傳感器器件時，展現(xiàn)出增強的電輸出性能。更重要的是，該傳感器具有較高的靈敏度(GF為14.68，響應時間短為40 ms)，能夠有效識別復雜的人體活動，并能在較窄的范圍內(nèi)準確檢測皮膚的溫度波動。作為概念驗證，由電源、儲能和傳感單元組成的一體化柔性智能微系統(tǒng)證明了可穿戴電子在檢測和識別人體表情、運動和生理信號方面的兼容性和可行性。
原文鏈接：
1. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.120898
2. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143358.
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