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徐之光教授团队在材料领域国际顶级期刊Nano Energy发表最新研究成果

来源 :       作者 :      时间 : 2022-03-31

近日,中澳研究院徐之光教授团队崔西华博士与杭州师范大学、浙江科技学院研究人员合作,在高性能电容式柔性压力传感器领域取得重要进展。相关研究成果以“Flexible and breathable all-nanofiber iontronic pressure sensors with ultraviolet shielding and antibacterial performances for wearable electronics”为题发表在材料领域国际顶级期刊Nano EnergySCI一区TOP,影响因子:17.881)。中澳研究院青年教师崔西华博士为该论文的第一作者,徐之光教授和杭州师范大学陈建闻副教授为论文共同通讯作者,嘉兴学院为第一完成单位。

电容式柔性压力传感器在电子皮肤、健康监测和人机界面等方面的重要应用而备受关注,但较低的信号强度和灵敏度以及穿戴舒适性、安全性能的缺失是限制其应用于可穿戴电子产品的主要障碍。因此,研制具有优异综合性能的柔性压力传感器是一个亟待解决的问题。

1. 该研究提出的柔性压力传感器的结构和性能机理示意图

在该项研究中,研究人员开发了一种具有全纳米纤维结构的柔性可透气电容式压力传感器,具有高灵敏度、良好的紫外线屏蔽、自清洁和抗菌等优异的综合性能。该传感器由三层可透气的热塑性聚氨酯(TPU)静电纺纳米纤维薄膜组装而成。中间的介电层由负载离子液体的TPU纳米纤维构成,可提供自由离子与电极形成界面双电层从而增强传感器的信号强度和压力灵敏度,该传感器表现出高灵敏度(6.21 kPa-1)、宽工作范围(23 ~ 120 kPa)、快速响应速度(170 ms)和恢复速度(135 ms),以及超过6000次加载/卸载循环条件下的良好稳定性。此外,在上下两电极层中填充纳米二氧化钛可使该传感器具有良好的紫外屏蔽、自洁和抗菌性能,是可穿戴电子产品在实际应用中需具备的理想性能。得益于这些优异的性能,该传感器可应用于人体生理信号监测和可穿戴加密信息传输系统,显示出在可穿戴电子领域的巨大应用潜力。

以上研究工作得到了杭州师范大学朱雨田教授和浙江科技学院柳永副教授的帮助和支持,得到了浙江省自然科学基金(LQ22E030005)和国家自然科学基金(5210308152103079)的支持。

人物简介:

崔西华,1991年生,博士,讲师。2019年毕业于中国科学技术大学-中科院长春应化所高分子物理与化学国家重点实验室,获理学博士学位,同年入职嘉兴学院,2022年入选“浙江省高校领军人才培养计划”青年优秀人才。主要从事面向人体健康监测应用的柔性传感材料与器件研究。目前主持国家自然科学基金青年项目、浙江省自然科学基金青年项目、嘉兴市公益性研究计划项目、浙江省教育厅一般科研项目、行业重点实验室开放基金等项目6项。以第一或通讯作者在Nano EnergyChem. Eng. J.ACS Appl. Mater. InterfacesJ. Mater. Chem. C等材料领域权威期刊发表SCI论文多篇,授权中国发明专利3项。


徐之光,博士,教授,嘉兴市领军人才。2007年毕业于上海交通大学,获材料学专业工学博士学位,随后在澳大利亚迪肯大学(Deakin University)先进材料研究所工作。2017年回国后在嘉兴学院中澳先进材料与制造研究院从事功能性高分子复合材料及材料表面润湿性方面的研究工作。在Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Nano Energy等期刊上发表SCI论文60余篇,主要研究方向为:柔性可穿戴传感器,生物可降解高分子复合材料,材料的结构与性能,纤维材料的特殊润湿性的研究及产业化等。


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