齐鲁工业大学《ACS AEM》：基于纤维素纤维衍生的多层碳气凝胶，用于电子皮肤和可穿戴电子产品

1成果简介 

柔性压力传感器因其在健康监测和人机界面方面的潜在应用，近年来引起了广泛的关注。然而，使用生物基材料制造环保且性能良好的压力传感器仍然是一个巨大的挑战。本文，齐鲁工业大学刘温霞教授团队在《ACS Appl. Electron. Mater》期刊发表名为“Multifunctional Flexible Pressure Sensor Based on a Cellulose Fiber-Derived Hierarchical Carbon Aerogel”的论文，研究通过纤维素纤维（CFs）的顺序微纤化、高碘酸盐氧化和单宁酸（TA）交联制备了可压缩碳气凝胶，然后将制备的CF悬浮液冷冻干燥，并对得到的CF气凝胶进行高温热解。微纤化赋予碳气凝胶分层结构，提高了碳气凝胶的粘结强度和可压缩性。高碘酸盐氧化和TA交联改善了碳气凝胶的力学性能，而热解赋予了碳气凝胶优异的导电性，使碳气凝胶成为一种良好的压力传感材料。

当组装到压力传感器中时，传感器显示出4 kPa–1的高灵敏度，32/30 ms的快速响应/恢复时间，0.8 Pa的低压检测限，以及良好的稳定性和出色的重复性（3000.0 kPa时5次循环）。此外，压力传感器可用于精确监测各种人类活动，并在集成到传感器阵列中时在空间上解析压力变化。压力传感器还对温度和湿度的增加做出线性响应。这些结果表明，这种基于多级碳气凝胶的压力传感器作为多功能传感器具有很大的应用潜力。

2图文导读  

图1.使用原始CF制备CTA-PoMCF气凝胶的示意图。

图2、形貌变化以及碳化样品形态的SEM图像

图3、材料表征

图4、CTA-PoMCF气凝胶的传感性能

图5、基于CTA-PoMCF气凝胶的压力传感器的潜在应用

3小结 

综上所述，采用顺序微纤化CFs、高碘酸钠氧化所得MCF、将制备的PoMCFs与TA交联、冷冻干燥、高温热解制备的TA-PoMCFs制备了具有多级微纳纤维网络结构的CTA-PoMCF气凝胶。这项工作提供了一种新的可持续方法来制造基于CF的经济，可持续和可靠的压力传感器，用于电子皮肤和可穿戴电子产品。

文献：

https://doi.org/10.1021/acsaelm.2c01628

▼往期精彩回顾▼五邑大学《ACS ANM》:基于石墨烯/PS/棉花的可排汗织物，用于排汗和热管理
西北工业大学《Nano Res》：生长卷曲的石墨烯层可提高硬质碳的钠离子储存能力
浙理工《J Energy Storage》：氮掺杂硅氧烯及石墨烯复合材料，用于高性能纤维基超级电容器

---

来源：文章来自ACS AEM网站，由材料分析与应用整理编辑。

长按，识别图中二维码，点击关注

版权与免责声明：

① 凡本网注明"材料分析与应用"的所有作品，版权均属于材料分析与应用，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品，应在授权范围内使用，并注明"来源：材料分析与应用"。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源：xxx（非本网）"的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用，必须保留本网注明的"稿件来源"，并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起三日内与本网联系，否则视为放弃相关权利。