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林业工程学科生物质纳米材料团队在《Nano energy》期刊发表高水平学术论文
【发布日期: 2022-10-11】 【来源:化材学院 】 【作者:厉世能】 【编辑:郝璞玉】 【点击量:】

近日,化材学院林业工程学科生物质纳米材料研究团队以“Mechanically ductile, ionically conductive and low temperature tolerant hydrogel enabled by high concentration saline towards flexible strain sensor”为题发表在工程技术领域国际期刊《Nano energy》上(中科院1区,IF=19.069)。论文第一作者为该学科青年教师厉世能博士,吴强教授为论文通讯作者之一,韩国嘉泉大学的Joonho Bae(裴俊浩)和美国田纳西大学王思群教授参与该项研究并做出了重要贡献。

导电水凝胶是一类拥有柔软性与导电性的新型“软材料”,其类组织结构及出色的应变诱导电信号特性使得该类材料在人工皮肤、可穿戴电子设备等领域获得了极大的关注。传统导电水凝胶在低温环境(零度以下)下易冻结,进而导致其性能(力学和电学)发生退化甚至完全丧失,这严重影响了其在实际中的应用与发展。基于此,研究团队受高浓度盐诱导水化效应的抗冻机制的启发,采用溶液浸泡策略,利用NaCl诱导壳聚糖分子链形成物理缠结结构并结合纳米增强效应,设计并制备一种机械强韧(拉伸强度:1.51MPa,断裂功:15.33 MJ·m-3)、高导电(4.10 S/m)、低温耐受(-56.8 °C)的壳聚糖修饰氧化石墨烯/聚丙烯酰胺/壳聚糖导电水凝胶(PAC-CGO-Na)。该复合水凝胶表现出优异的传感性能,包括高灵敏度、快速响应和较宽的检测范围。无论在室温还是低温环境下,该水凝胶基传感器都拥有出色的传感可靠性和长期使用安全性。

该研究对先进水凝胶基应变传感器的设计、制造及在严寒条件下的应用与发展具有重要指导意义。

(化材学院 厉世能)

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