近年來(lái),可穿戴柔性傳感器在包括健康監(jiān)測(cè),人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè),人機(jī)界面等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,對(duì)柔性可穿戴電子設(shè)備的需求在不斷增加。隨著海洋勘探發(fā)展的重要性不斷提高,對(duì)于水下可穿戴傳感設(shè)備的需求日益增加。然而目前大多數(shù)報(bào)道的傳感器由于親水表面會(huì)受到水蝕,無(wú)法在水下進(jìn)行工作,進(jìn)而影響傳感器的正常工作。超疏水表面的引入可以確保傳感器在水下環(huán)境穩(wěn)定工作,因此,兼具防水功能的超疏水傳感器是制備水下傳感器的新策略。
基于近年來(lái)課題組在超疏水表面以及柔性傳感等領(lǐng)域應(yīng)用的工作基礎(chǔ)(Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1707415; iScience 2019, 19, 214-223; Prog. Mater. Sci. 2019, 103, 509-557; Adv. Mater. 2019, 31, 1806314; J. Mater. Chem. A 2019, 7, 2122-2128; Nanoscale Horizons 2020, 5, 65-73; Chem. Eng. J. 2020, 385, 123912; Chem. Eng. J. 2020, 399, 125746),他們將超疏水表面與導(dǎo)電材料相結(jié)合,賦予傳感器自清潔、防腐蝕等性能,實(shí)現(xiàn)水下多行為監(jiān)測(cè),拓寬了傳感器在水下環(huán)境的應(yīng)用。課題組通過(guò)簡(jiǎn)便可行的方法來(lái)制備具有超疏水、高導(dǎo)電率、耐用的多功能超疏水導(dǎo)電織物。首先在棉織物上涂覆一層聚多巴胺/還原氧化石墨烯(PDA/rGO),然后原位生長(zhǎng)納米銅顆粒(Cu NPs),再經(jīng)硬脂酸(STA)進(jìn)疏水改性,織物表面經(jīng)過(guò)硬脂酸的疏水化改性可有效防止Cu NPs的氧化,解決了長(zhǎng)期使用穩(wěn)定性的問(wèn)題。超疏水PDA/rGO/Cu/STA織物不僅可以在空氣環(huán)境中檢測(cè)各種人體行為活動(dòng),還能在水下環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。由于表面的超疏水性能,傳感器和液面之間存在有空氣層。當(dāng)傳感器浸入水下的瞬間,空氣層的壓力變化可轉(zhuǎn)換為電阻的變化,響應(yīng)速度為661 ms。此外,傳感器還可對(duì)其他水下活動(dòng),如水下拉伸彎曲(圖1 a,b),超聲波(圖1 d,e)進(jìn)行監(jiān)測(cè),展現(xiàn)了在水下環(huán)境中優(yōu)異的傳感性能。
圖1 (a-e)PDA/rGO/Cu/STA織物對(duì)各種水下行為的檢測(cè):(b)食指在水中的運(yùn)動(dòng);(c)用鑷子敲擊燒杯邊緣;(d-e)在水下進(jìn)行連續(xù)和間斷的超聲振動(dòng)
超疏水表面的引入為導(dǎo)電織物在多種環(huán)境下工作提供了可能性,可作為水下智能裝置理想的傳感器為未來(lái)水下智能設(shè)備的設(shè)計(jì)和開發(fā)提出了新的思路。該工作將以封面論文“Underwater, Multifunctional Superhydrophobic Sensor for Human Motion Detection”發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, DOI: 10.1021/acsami.0c19704。論文的第一作者為福州大學(xué)石油化工學(xué)院碩士生倪藝萌,福州大學(xué)賴躍坤教授和黃劍瑩教授為論文共同通訊作者。
論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.0c19704
- Orlando J. Rojas教授/盧翊研究員 AFM:木質(zhì)素原位重組超疏水木材 2025-04-22
- 浙大王征科課題組《Appl. Mater. Today》綜述:聚合物基潤(rùn)滑減阻材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用 2025-02-07
- 浙工大馮杰/涂書畫團(tuán)隊(duì) Small:具有優(yōu)異抗灰塵沉積性能的水性可復(fù)涂透明超疏水涂層 2025-02-04
- 廈門大學(xué)廖新勤 AFM:基于梯度超表面結(jié)構(gòu)的事件驅(qū)動(dòng)觸覺(jué)傳感器用于自適應(yīng)抓取 2025-04-28
- 南理工傅佳駿/徐建華團(tuán)隊(duì) AFM:可持續(xù)電容傳感器材料新突破!兼具高韌性和解聚合閉環(huán)回收 2025-04-23
- 阿爾伯塔大學(xué)曾宏波教授 AFM:皮膚角質(zhì)層啟發(fā)的本征保濕抗凍兩性離子水凝膠用于智能柔性傳感器 2025-04-14
- 濟(jì)南大學(xué)趙松方/山東大學(xué)李陽(yáng)/延世大學(xué)Jong-Hyun Ahn院士 AS:兼具低阻抗和皮膚共形能力的多功能表皮電極的制造方法 2023-11-29
誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

- 國(guó)產(chǎn)替代加速,跨國(guó)巨頭云集...
- 2025涂料原料選料大會(huì)
- 市場(chǎng)破300億!PMEC China 色...
- 搶先注冊(cè)!2025年西部橡塑展...
- “碼”上參觀預(yù)登記,好禮拿...
- 聚合物發(fā)泡行業(yè)技術(shù)培訓(xùn)(第...
- 《塑料改性及加工技術(shù)要領(lǐng)》...
- 中國(guó)生命科學(xué)“36%增速”密...
- 關(guān)于舉辦第六屆中國(guó)實(shí)驗(yàn)室發(fā)...
- 2025西部橡塑展年度計(jì)劃重磅...
- 獨(dú)家采訪丨美國(guó)禁令再度升級(jí)...
- 四川大學(xué)李建樹教授/謝婧副...
- 北卡州立尹杰團(tuán)隊(duì) Adv. Sci....
- 中國(guó)科大龔興龍教授團(tuán)隊(duì) CEJ...
- 華東師大張利東教授團(tuán)隊(duì) AHM...
- 四川大學(xué)王玉忠院士團(tuán)隊(duì)《Pr...
- 韓國(guó)KAIST應(yīng)鄔彬、寧波材料...
- 江南大學(xué)張丹/司鵬翔、南科...
- 湖北工大黃以萬(wàn)/李學(xué)鋒 Smal...
- 蘇大劉莊/楊光保教授團(tuán)隊(duì)招...
- 中國(guó)科大龔興龍教授課題組 A...
- 廈門大學(xué)廖新勤 AFM:基于梯...