MXene修饰的纺织复合材料由于其在可穿戴传感电子设备中的潜在应用而备受关注。然而,MXene基智能纺织品易氧化、应变灵敏度低、防水性能差,制约了其实际应用。
近期,福州大学张进教授&扬州大学高杰峰教授团队通过将MXene纳米片组装到预拉伸的聚氨酯(PU)纳米纤维表面,随后进行氟化处理,开发了一种具有螺旋状结构的柔性疏水聚合物纳米纤维复合材料。较薄的疏水性氟硅烷层可以极大地防止MXene外壳被氧化,同时赋予纳米纤维复合材料良好的止血性能。具有螺旋状结构的褶皱MXene外壳提高了MXene@PU纳米纤维复合材料(HMPU)的应变灵敏度,疏水性应变传感器显示出高应变系数(在85-100%的应变范围内为324.4),可以检测不同的人体运动。HMPU具有优异的防水性能,可在腐蚀性和水下条件下正常工作。此外,HMPU的电阻呈现负温度系数,因此具有监测温度和提供温度警报的潜力。总之,这种多功能HMPU在智能可穿戴电子产品中显示出广阔的应用前景。
图1.a)HMPU的制备;b,c)PU、MXene纳米片和氟硅烷之间的界面作用;d)智能可穿戴电子产品的应用示意图。
图2.HMPU的微观结构和耐久性。
图3.纳米纤维复合材料的力学性能。
图4.HMPU的生物相容性和止血性能。
图5.HMPU的应变传感性能。
图6.HMPU的温度传感性能。
该工作以“Hydrophobic, Hemostatic and Durable Nanofiber Composites with a Screw-Like Surface Architecture for Multifunctional Sensing Electronics”为题发表在《Advanced Fiber Materials》(DOI:10.1007/s42765-023-00324-1)上。
论文链接:https://doi.org/10.1007/s42765-023-00324-1