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产品描述

  柔性、透气、高灵敏度的压力传感器因为其在医疗监测、先进电子皮肤使用和疾病诊断中的关键效果,正日益成为人类重视的焦点。但是,传统的办法,包含根据弹性体薄膜的基材或封装技能,因为机械失配、不适、缺少透气性和传感功能差等问题,极大地约束了其广泛使用。因而,火急地需求构筑一种高透气、柔性、舒适、高灵敏度、耐久经用和生物相容性压力传感器,以满意压力传感器可穿戴和可植入的使用需求,但是,这始终是一个严重的应战。

  近来,安徽工程大学郑贤宏副教授、复旦大学曹文涛副研讨员和郑州大学榜首隶属医院李亚华博士等人经过丝网印刷的办法在非织造柔性基底构建MXene基叉指电极,并经过替换堆积技能在非织造基底构建MXene/PEDOT:PSS复合传感电极,并将制备的MXene基叉指电极和传感电极进行拼装制备全纺织结构柔性压力传感器。因为全纺织结构和叉指构型规划,该传感器展现出优异的柔韧性、透气透湿性和传感功能,包含高灵敏度(754.5 kPa -1)、快呼应恢复时刻(180/110 ms)和较好的循环稳定性,以及较好的生物相容性和组织相容性,能轻松完成对人体的全标准运动监测和健康监测,以及多种生理信号监测,在可穿戴和可植入式传感范畴展现出杰出的使用潜力。此外,因为复合体系中导电高分子对MXene纳米片的维护效果,能按捺MXene的氧化效果,所拼装的压力传感器具有比较好的耐久性。综上,这项工作为高功能可穿戴/可植入式压力传感器的结构规划供给了一种新思路和新办法。相关效果以“A personalized electronic textile for ultrasensitive pressure sensing enabled by biocompatible MXene/PEDOT:PSS composite”为题宣布在Carbon Energy上。

  该研讨效果也得到了国家自然科学基金(52303051, 52202108, 52003002),安徽省自然科学基金(2308085ME146, 2008085QE213)、浙江省智能织物与柔性互联要点实验室敞开基金(ZD04)、中纺联纺织职业智能纺织服装柔性器材要点实验室敞开基金(SDHY2227)和安徽工程大学高层次人才科研发动基金(2020YQQ002)等项目的支撑。

  图1.MPF基柔性压力传感器的制备及其使用:MXene纳米片的(A)制备,(B)TEM图,(C)SAED图。(D)MPF基压力传感器的制备。(E)MPF基压力传感器的使用。

  图2.压力传感器叉指电极和传感电极的制备。(A)MXene印刷油墨。(B)MXene油墨丝网印刷。(C)丝网印刷制备的叉指电极。(D)MXene/PEDOT:PSS传感电极。(E)、(F)丝网印刷制备的MXene基叉指电极实物图及SEM图。(G)拼装制备的压力传感器。(H)、(I)MPF3传感电极EDS mapping图。

  图3.MPF基压力传感器的传感功能:(A)I-V曲线。(B)MPF基压力传感器在压力效果下相对电流改变。(C)MPF3压力传感器传感曲线。(D)本压力传感器与文献报导的其他压力传感器功能比照。(E)、(F)呼应/恢复时刻。(G)MPF3压力传感器5个月之后传感曲线。(H)MPF压力传感器与其他柔性压力传感器功能比照雷达图。(I)MPF压力传感器传感机制。

  图4.MPF压力传感器的生物相容性:(A)传感器在24h和48h时刻点的细胞活性。(B)经过炎症评分体系评价,皮下传感器植入小鼠表现出轻度影响。(C)HE染色示心、肝、脾、肺、肾未见损害。

  Carbon Energy(《碳动力(英文)》)由温州大学和Wiley携手兴办,聚集清洁动力、光电催化、新式碳制作、碳减排等范畴,旨在成为国内外优异科研效果展现的高端渠道、国家严重科研战略的助推器和广阔科研工作者喜欢阅览的科研东西,立志成为未来“碳年代”高影响力的学术旗舰期刊。

  Carbon Energy 2019年创刊,同年当选我国科技期刊杰出行动计划“高起点新刊”,接连两年获“我国最具世界影响力学术期刊”称谓,接连三年当选科技期刊世界影响力指数(WJCI)陈述,2022和2023年当选中科院资料科学一区TOP 期刊,相继被DOAJ、CAS、ESCI、Scopus、SCIE、INSPEC、CSCD等录入,2023年取得第二个影响因子20.5。

  曹文涛,复旦大学隶属口腔医院副研讨员,主要是做仿生纳米复合资料与柔性可穿戴/可植入电子器材的范畴研讨。2021年博士结业于北京林业大学,导师为马明国教授;2021-2023年同济大学医学院博士后,协作导师为崔大祥教授/陈峰研讨员。自2016年起,已以榜首/通讯作者宣布SCI论文19篇,包含Science Advances、ACS Nano、Advanced Functional Materials(2篇)、Nano-Micro Letters(2篇)、Carbon Energy、Biomaterials、Materials Horizons、Small、Small Methods、Advanced Fiber Materials、Advanced Healthcare Materials等世界威望学术期刊,其间影响因子大于10的16篇,当选ESI全球热门论文(引证前1‰)2篇,论文总被引2700余次。研讨效果获我国发明专利授权4项,并获2022年北京市优异博士学位论文、第八届梁希青年论文一等奖等奖项。担任我国医药教育学会医用生物资料与技能专委会委员,近三年掌管国家自然科学基金青年项目、我国博士后基金特别赞助、博士后面上赞助、上海市博士后日常经费、同济大学自主原创基础研讨等项目。

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