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【科研速递】杭师大材化学院朱雨田教授团队研究成果在Journal of Materials Chemistry A上发表

来源 : 材料与化学化工学院     作者 : 李华     时间 : 2021-02-09     

宝马会线上_官网首页 www.xlipt6677.com 日前,杭师大材料与化学化工学院朱雨田教授团队通过静电纺丝与超声负载相结合的方法,构筑了具有多孔三维网络结构和微裂纹结构的柔性可拉伸应变传感材料。相关研究成果以 “A highly stretchable strain sensor with both an ultralow detection limit and an ultrawide sensing range”为题发表在Journal of Materials Chemistry A (2021, 9, 1795-1802, IF=11.301)。

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柔性可拉伸应变传感材料是未来发展智能材料的重要研究方向,其在电子皮肤、人机交互、人体健康监测、人体运动监测等领域具有广阔的应用前景。其中,应变检测下限和应变响应范围是应变传感材料的两个重要性能指标,如何实现在超宽应变响应范围的同时兼具超低应变检测下限仍然是目前面临的一个挑战。

朱雨田教授团队利用静电纺丝技术制备了具有多孔三维网络结构的聚氨酯纤维膜,然后通过超声负载方法,在其表面包覆带有微裂纹结构的碳纳米管导电层,最后经裁剪、组装电极制备出了碳纳米管包覆的聚氨酯纤维膜柔性可拉伸应变传感材料。该制备方法简单,成本低,易于大规模生产。


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材料的传感机理及应变刺激响应演示实验


研究结果表明,多孔三维导电网络结构能够赋予该应变传感材料超宽的应变检测范围(0.05% ~ 600%),同时导电层表面的微裂纹结构可使该材料能够灵敏地检测到低至0.05%的微小应变刺激,即该柔性可拉伸应变传感材料兼具超宽的应变响应范围和超低的应变检测下限。此外,该材料表现出快速响应(75 ms)和良好耐久性等优异性能,既可以感知琴声引起的细微振动,又能够检测关节运动产生的大应变刺激,在可穿戴器件、软体机器人、电子皮肤等领域具有潜在应用。

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应变传感性能


材料与化学化工学院联合培养硕士生李华为该论文的第一作者,朱雨田教授和李勇进教授为通讯作者,杭州师范大学为第一通讯单位。

该论文工作得到了国家自然科学基金(52073078, 21774126) 、浙江省杰出青年科学基金(LR20E030003) 等项目支持。

人物简介:

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朱雨田,教授、博导、浙江省杰青。致力于高分子复合材料结构调控与性能研究。先后主持国家自然科学基金项目4项、省部级项目4项,获省级自然科学二等奖1项(第一完成人)。以第一或通讯作者身份在Angew. Chem. Int. Ed.、ACS Nano等SCI期刊上发表论文60余篇,他引1500余次,申请发明专利5项。

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李勇进,教授、博导、浙江省杰青、浙江省钱江特聘教授、教育部新世纪优秀人才。主要从事高分子反应性加工、高分子成型新方法及高分子凝聚态物理研究。以通讯作者在Macromolecules等SCI期刊发表论文140余篇,他引4000余次,H-Index 35?;袷谌?、日和中国专利48项。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金重大项目课题等国家级项目7项,省部级项目5项。曾获国际高分子加工学会Morand Lambla Award、冯新德高分子奖、高分子加工新锐创新奖等奖项。

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李华,杭州师范大学与辽宁石油化工大学联合培养硕士研究生,主要从事高分子柔性传感材料研究。


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