上海硅酸盐所《AFM》:一种新型含硫碳纳米管，石墨烯纳米瓣，用于可拉伸传感、焦耳热和电热致动

1成果简介 

本文，中国科学院上海硅酸盐研究所黄富强研究员在《Adv Funct Mater》期刊发表名为“A Novel Sulfur-Containing Carbon Nanotubes with Graphene Nanoflaps for Stretchable Sensing, Joule Heating, and Electro-Thermal Actuating”的论文，研究开发了一种采用两步硫化策略附着在丰富石墨烯纳米瓣上的新型含硫碳纳米管。硫官能团与弹性体聚合物产生强烈的界面相互作用，而石墨烯纳米瓣与弹性体提供了增强的、交织的剪切界面，能够有效地耗散变形能量。

因此，优化后的纳米复合材料显著改善了纳米填料和弹性体之间的IFSS，表现出显著的导电稳健性（Δ R/R0≈1.8 低于 200%）、卓越的拉伸性 （> 450%） 和出色的机械耐久性（约30 000 次循环）。此外，纳米复合材料表现出优异的焦耳热效率（150 V≈12 °C）、可拉伸加热转换（约200%）和长期稳定性（24 h>）。为了说明其功能，纳米复合材料用于跟踪人体生理信号，并作为一组软钳进行电热驱动。相信这种创新方法将为未来可穿戴/可拉伸设备的开发以及人机交互和生物机器人提供价值。

2图文导读  

图1、S-CNTs的合成及可拉伸导体的剪切界面增强策略

图2、S-碳纳米管/弹性体纳米复合材料的力学性能

图3、S-CNTs/弹性体纳米复合材料的机电表征

图4、以S-CNTs/弹性体纳米复合材料作为可拉伸焦耳加热元件的电热转换

3小结 

基于上述特性，可拉伸导体具有在一系列应用中使用的潜力，包括作为机械传感器跟踪人体生理传感和作为软钳的电热致动。我们相信，这种创新方法具有有趣的下一代可穿戴设备，人机交互和生物机器人技术。

文献：

 https://doi.org/10.1002/adfm.202300517

▼往期精彩回顾▼青岛科大《Mater. Horiz》：超低温下的可拉伸石墨烯气凝胶，用于智能软机器人等
天津工业大学《Carbon》：PTA/Au 双掺杂碳纳米管透明导电薄膜，用于透明柔性加热器
清华大学任天令团队《Nature》子刊：一款基于石墨烯的智能可穿戴人工喉

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来源：文章来自AFM网站，由材料分析与应用整理编辑。

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