自供電式可穿戴電子得車産品將(jiāng)推動智能(néng)醫療、運動監測領域的發(fā)展又船,同時(shí)也對(duì)摩擦電材料的裡習設計提出了更高要求。氣凝膠作為常見的摩擦電材料,需要提升其機械性能(熱務néng),來解決實際應用中結構坍塌的問題。
近區舊日,王雙飛院士團隊基于Hofmeister效應構築了多呢唱尺度結構的納米纖維素摩擦電氣凝膠。該氣凝膠展現出超高剛度,楊氏模量高達142.件腦9 MPa,比模量高達340.6 kN·m/kg,支撐自嗎技身重量的6600倍後(hòu)依舊不變形。超高剛度的摩擦電氣凝膠被(bè物紅i)用于構建可穿戴自供電傳感器,即使在人腦343 kPa壓強的沖擊後(hòu他有)仍能(néng)工作。
在氣凝話有膠的制造過(guò)程中,Hofmeister效應誘導水分子從聚合物鍊之間人員不斷排出,羟基之間形成(chéng)新的遠商氫鍵,導緻聚合物鍊聚集和結晶區域不斷增大,摩擦電氣凝膠力學(x資還ué)性能(néng)得到(dào)提升。經河湖(jīng)過(guò)鹽析處理,氣凝膠網絡中可以形成(放花chéng)更多、更緻密的結晶域,作為強有力的交聯點,使氣凝膠具多厭有優異的力學(xué)性能(néng)。
在摩擦電學我氣凝膠基自供電傳感器具體的性能(néng)測試中,經(jīng)妹身過(guò)6000 s的循環測試後(hòu),摩擦電氣凝膠的多孔結構他司幾乎不受影響。傳感器表現出快速響應和回複速度,響應與回複時(shí)間分别僅高師為33 ms和26 ms,且在工吃少作壓強高達343 kPa時(shí)依舊可以工作。此外,通慢到過(guò)該傳感器可對(duì)不同人體步态進(j山業ìn)行監測,如根據開(kāi)路電壓信号峰型和數值特點,可以明顯區分走街雨路、跑步、跳躍和跌倒等狀态。此外,通過(guò)開(kāi)路電壓的峰值大小爸內和峰的頻率也可以監測人體肘部彎曲的角度和頻率。
相關研究為氣凝膠的設少來計策略與應用提供了參考,也有望促進(jìn哥子)可穿戴産品在智慧醫療領域中的進(jìn)一城姐步應用。成(chéng)果以“Multiscale Struct麗讀ural Nanocellulosic T月視riboelectric Aero不窗gels Induced by Hofmeister Effec歌厭t”為題發(fā)表在《Advanced Functional費商 Materials》上。
(來源:高分子科學(xué)前沿)
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