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  近年來，可穿戴柔性傳感器在包括健康監(jiān)測，人體運(yùn)動檢測，人機(jī)界面等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，對柔性可穿戴電子設(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)報道的傳感器由于親水表面會受到水蝕，無法在水下進(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，拓寬了傳感器在水下環(huán)境的應(yīng)用。課題組通過簡便可行的方法來制備具有超疏水、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)過硬脂酸的疏水化改性可有效防止Cu NPs的氧化，解決了長期使用穩(wěn)定性的問題。超疏水PDA/rGO/Cu/STA織物不僅可以在空氣環(huán)境中檢測各種人體行為活動，還能在水下環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。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，傳感器還可對其他水下活動，如水下拉伸彎曲（圖1 a,b），超聲波（圖1 d,e）進(jìn)行監(jiān)測，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織物對各種水下行為的檢測：（b）食指在水中的運(yùn)動；（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

  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水下智能設(shè)備的設(shè)計和開發(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