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河北工大在柔性可穿戴傳感器研究方面獲得進(jìn)展
來(lái)源：MEMS  瀏覽次數：217  發(fā)布時(shí)間：2022-05-20
研究成果一：利用激光直寫(xiě)與嵌段共聚物自組裝一步構筑高透氣性和高靈敏度的柔性氣體傳感器


      全球空氣污染和呼吸系統疾病的急劇增長(cháng)，對于低成本和規?；苽淙嵝詺怏w傳感器提出更高的要求。傳統可穿戴設備通常在高彈性的聚合基底上集成傳感材料制備可穿戴傳感器件，但是由于基底材料透氣性差，會(huì )減少空氣和皮膚的接觸，降低了長(cháng)期穿戴的舒適性。高性能、高透氣性、良好的穿戴舒適性和低成本規?；苽涫侨嵝詺怏w傳感器應用發(fā)展研究的難點(diǎn)。以透氣織物為基底制備氣體傳感器，為解決這一問(wèn)題提供了可行思路。同時(shí)激光直寫(xiě)技術(shù)提供了一種規?；苽涠嗫资饷舨牧系挠行緩?。但是如何結合兩者的優(yōu)點(diǎn)，在多種織物基底上一步制備高透氣性、高靈敏度的柔性氣體傳感器，實(shí)現低濃度有害氣體的長(cháng)期連續監測仍是一大挑戰。

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       河北工業(yè)大學(xué)楊麗副研究員課題組在《ACS Applied Materials Interfaces》上發(fā)表題名為“Intrinsically Breathable and Flexible NO2 Gas Sensors Produced by Laser Direct Writing of Self-Assembled Block Copolymers”的文章，該工作以酚醛樹(shù)脂為碳源前驅體，嵌段共聚物Pluronic F127（F127）為模板劑，采用激光直寫(xiě)耦合嵌段共聚物定向自組裝的方法，在多種襯底（PET薄膜、針織布、無(wú)紡布等）上可控制備了多孔激光誘導石墨烯，并實(shí)現了孔徑的有效調節。采用銀納米粒子（Ag NPs）修飾多孔石墨烯（LIG），設計構建了Ag/LIG基柔性氣體傳感器，該傳感器具備高透氣性、良好的柔性與優(yōu)異的氣敏響應特性，并可實(shí)現在多種基底材料（織物、柔性薄膜）上的批量化制備（圖1）。

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原文鏈接：


https://doi.org/10.1021/acsami.2c02061



研究成果二：兼具超高靈敏度、寬壓力檢測范圍與可回收性能的MXene/Tissue基柔性壓力傳感器


       近年來(lái)，柔性壓力傳感器在電子皮膚、人機界面、生物醫學(xué)監測、醫療器械和智能機器人等領(lǐng)域得到了廣泛應用。然而，大多數柔性壓力傳感器無(wú)法同時(shí)獲得高靈敏度與寬的壓力檢測范圍。同時(shí)，常用傳感器中的關(guān)鍵部件大多是不可生物降解的，這也造成了環(huán)境污染問(wèn)題。所以研制兼具高靈敏度和寬檢測范圍的低成本綠色環(huán)保型柔性壓力傳感器仍是一大挑戰。



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      河北工業(yè)大學(xué)楊麗副研究員課題組在《ACS Applied Materials Interfaces》上發(fā)表了題為“Wearable Pressure Sensors Based on MXene/Tissue Papers for Wireless Human Health Monitoring”的論文，該研究受到國家自然科學(xué)基金的支持。紙是一種具有天然纖維多孔特性、柔性環(huán)保和可再生的材料，因此該論文基于日常的打印紙作為傳感器柔性襯底，將面巾紙浸泡在MXene溶液中構筑多孔超靈敏傳感層，制備了三明治結構的柔性壓阻式紙基壓力傳感器（MTP pressure sensor），該傳感器兼具超高靈敏度、寬檢測范圍、綠色環(huán)保、可回收與低成本特性，同時(shí)與信號處理、無(wú)線(xiàn)傳輸模塊集成制備了無(wú)線(xiàn)呼氣智能檢測口罩，可以實(shí)時(shí)監測由于阿片類(lèi)藥物過(guò)量、肺纖維化及其他心肺疾病導致的呼吸異常，實(shí)現呼吸疾病的早期預警。


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原文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c22001





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