隨著人工智能技術(shù)、材料科學(xué)、生物工程、電子學(xué)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)的快速發(fā)展，人們對人體監(jiān)測的關(guān)注度越來越高，這推動了可穿戴設(shè)備的發(fā)展。目前，可穿戴設(shè)備已不斷應(yīng)用于多種領(lǐng)域。理想的可穿戴設(shè)備在提供多種功能與設(shè)備小型化和輕便之間取得微妙的平衡，從而最大限度地提高用戶舒適度和可穿戴性。幸運的是，摩擦電傳感器的開發(fā)為解決小型化、輕便和能源需求難題提供了一個有前景的解決方案。
近日，王雙飛院士團隊聶雙喜教授課題組利用細胞壁納米工程構(gòu)筑了一種輕質(zhì)且高強度的纖維素摩擦電材料。該策略通過對細胞壁結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，使其具有在不同尺度下相互連接的多級孔隙和良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。同時，碳納米管（CNTs）在孔內(nèi)負載，形成連續(xù)的導(dǎo)電通路。基于纖維素摩擦電材料的傳感器在0-2.25 kPa范圍內(nèi)表現(xiàn)出33.61 kPa-1的優(yōu)異靈敏度，在材料暴露于200℃的高溫環(huán)境后仍保持高傳感性能，并提供對人體運動狀態(tài)準確的反饋。該項成果以題為“Lightweight and Strong Cellulosic Triboelectric Materials Enabled by Cell Wall Nanoengineering”發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《Nano Letters》（IF=10.8）上。
圖5. 用于消防救援的自供電傳感器。（a）安裝在消防服上的自供電傳感器的示意圖。（b）不同壓力的電壓信號。（c）有無負載的電壓信號。（d）傳感器在不同手臂彎曲狀態(tài)下的感測信號曲線。（e）傳感器基于兩個自供電傳感器的緊急手勢區(qū)分。（f）膝關(guān)節(jié)不同彎曲狀態(tài)和（g）不同走路狀態(tài)的信號檢測。（h）不同步態(tài)的信號檢測。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c00458
- 中國科大龔興龍教授團隊 CEJ：用于消防員安全監(jiān)測的阻燃、輕質(zhì)、力/熱防護火災(zāi)報警海綿 2025-04-30
- 西理工湯玉斐/空軍軍醫(yī)大學(xué)吳子祥 IJBM：一種任意塑性、輕質(zhì)高強、用于鎖骨部位骨折創(chuàng)傷急救固定的PMMA“骨鎖”泡沫敷料 2025-04-28
- 南京大學(xué)祝名偉教授團隊 Nano Lett.：開發(fā)了一種輕質(zhì)、高強、環(huán)境友好的木質(zhì)顆粒板 2025-01-06
- 陜西科技大學(xué)楊洋、哥廷根大學(xué)張凱 ACS Nano：“強弱協(xié)同作用”構(gòu)筑高性能水凝膠電解質(zhì) 2025-04-17
- 大連理工大學(xué)蹇錫高院士團隊 AFM：穿山甲鱗片結(jié)構(gòu)啟發(fā)的高強度可修復(fù)超分子水性聚合物網(wǎng)絡(luò) 2025-04-04
- 長春應(yīng)化所崔冬梅教授團隊 Macromolecules: 雙核鈧金屬配合物催化合成兼具高強度和韌性的乙烯-苯乙烯多嵌段共聚物 2025-02-21
- 廣西大學(xué)王雙飛院士、劉新亮副教授團隊 Nano Energy：羥基配位效應(yīng)構(gòu)筑防潮抗菌纖維素摩擦電材料 2024-03-14
