福州大学赖跃坤教授课题组《ACS AMI》封面：在水下超疏水传感器上取得新进展

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近年来，可穿戴柔性传感器在包括健康监测，人体运动检测，人机界面等领域有着广泛应用，对柔性可穿戴电子设备的需求在不断增加。随着海洋勘探发展的重要性不断提高，对于水下可穿戴传感设备的需求日益增加。然而目前大多数报道的传感器由于亲水表面会受到水蚀，无法在水下进行工作，进而影响传感器的正常工作。超疏水表面的引入可以确保传感器在水下环境稳定工作，因此，兼具防水功能的超疏水传感器是制备水下传感器的新策略。

基于近年来课题组在超疏水表面以及柔性传感等领域应用的工作基础(Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1707415; iScience 2019, 19, 214-223; Prog. Mater. Sci. 2019, 103, 509-557; Adv. Mater. 2019, 31, 1806314; J. Mater. Chem. A 2019, 7, 2122-2128; Nanoscale Horizons 2020, 5, 65-73; Chem. Eng. J. 2020, 385, 123912; Chem. Eng. J. 2020, 399, 125746)，他们将超疏水表面与导电材料相结合，赋予传感器自清洁、防腐蚀等性能，实现水下多行为监测，拓宽了传感器在水下环境的应用。课题组通过简便可行的方法来制备具有超疏水、高导电率、耐用的多功能超疏水导电织物。首先在棉织物上涂覆一层聚多巴胺/还原氧化石墨烯(PDA/rGO)，然后原位生长纳米铜颗粒(Cu NPs)，再经硬脂酸(STA)进疏水改性，织物表面经过硬脂酸的疏水化改性可有效防止Cu NPs的氧化，解决了长期使用稳定性的问题。超疏水PDA/rGO/Cu/STA织物不仅可以在空气环境中检测各种人体行为活动，还能在水下环境进行监测。由于表面的超疏水性能，传感器和液面之间存在有空气层。当传感器浸入水下的瞬间，空气层的压力变化可转换为电阻的变化，响应速度为661 ms。此外，传感器还可对其他水下活动，如水下拉伸弯曲（图1 a,b），超声波（图1 d,e）进行监测，展现了在水下环境中优异的传感性能。

图1 （a-e）PDA/rGO/Cu/STA织物对各种水下行为的检测：（b）食指在水中的运动；（c）用镊子敲击烧杯边缘；（d-e）在水下进行连续和间断的超声振动

超疏水表面的引入为导电织物在多种环境下工作提供了可能性，可作为水下智能装置理想的传感器为未来水下智能设备的设计和开发提出了新的思路。该工作将以封面论文“Underwater, Multifunctional Superhydrophobic Sensor for Human Motion Detection”发表在ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, DOI: 10.1021/acsami.0c19704。论文的第一作者为福州大学石油化工学院硕士生倪艺萌，福州大学赖跃坤教授和黄剑莹教授为论文共同通讯作者。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.0c19704

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