齊魯工業(yè)大學(xué)：研究聚苯胺改性細(xì)菌纖維素基水凝膠柔性傳感器
水凝膠傳感器在柔性傳感特別是醫(yī)療檢測(cè)領(lǐng)域受到了廣泛專注。當(dāng)前水凝膠在機(jī)械和導(dǎo)電性能影響方面往往無法兼顧，且廢棄后的水凝膠會(huì)作為電子垃圾污染生活環(huán)境。生物質(zhì)材料來源于自然并且可以重復(fù)利用。因此，使用生物質(zhì)材料制備一種兼顧機(jī)械性能和導(dǎo)電性能的可回收水凝膠極具前景。齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）于得海教授團(tuán)隊(duì)提出一種基于聚乙烯醇（PVA）的超分子水凝膠（簡稱為PTPB），通過聚苯胺封裝細(xì)菌纖維素（BC）制備導(dǎo)電纖維作為水凝膠的導(dǎo)電成分，與聚乙烯醇通過定向凍融技術(shù)制備了具有定向微孔結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電水凝膠。所得水凝膠表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性、高斷裂強(qiáng)度（2 MPa）和超過95%的抗菌活性。水凝膠可通過加熱溶解并重新凍融成型以此實(shí)現(xiàn)回收利用。經(jīng)過回收后的凝膠其性能與原始樣品相差無異，仍可實(shí)現(xiàn)對(duì)人體運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)，這大大降低了制備和使用的成本以及對(duì)環(huán)境的污染。促進(jìn)了綠色環(huán)保的水凝膠傳感器的發(fā)展。
圖1 PTPB水凝膠的合成機(jī)理示意圖和SEM圖像
圖2 力學(xué)性能及分子間作用力模擬計(jì)算
圖3 機(jī)電特性與自粘附性能
圖4 應(yīng)變傳感和無線傳感
圖5 PTPB水凝膠用作生物電極和用于物體尺寸識(shí)別
圖6 水凝膠的可回收重塑特性
審核編輯 黃宇
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