国产裸体美女永久免费无遮瑕图片,国产夫妻自拍麻豆,亚洲日韩精品av中文无码

信息中心

繭絲動態(tài)

當前位置：首頁 > 信息中心 > 繭絲動態(tài)

蠶?？萍钾倚Q國重代方銀/李智團隊在蠶絲傳感器研究中取得重要進展

來源：家蠶國重

作者：家蠶國重

時間：2022-05-27 10:43:21

近日，家蠶基因組生物學國家重點實驗室（西南大學）代方銀教授/李智副教授團隊在化學工程領域Top期刊Chemical Engineering Journal（中科院工程技術大類一區(qū)，IF2021=13.273）在線發(fā)表題為“Breathable Nanomesh Pressure Sensor with Layered Polyaniline Grown at Gas-liquid Interface”的研究論文，報道了一種基于氣液界面生長的層狀聚苯胺（polyaniline, PANI）可呼吸式納米網狀壓力傳感器。

單一導電聚合物（conductive polymers，CPs）的力學性能較差，難以形成纖維材料，將CPs與柔性基材結合可開發(fā)功能性導電材料，所制備的復合材料既具有襯底的柔性功能特性，又具有與活性物質相關的電活性?，F有基于CPs的柔性基材通常是在溶液體系制備的，CPs的不溶性使其難以在溶液中均勻分散，當CPs以團聚顆粒的形式分布到柔性底物中時，其分子結構表征和應用受到嚴重影響。在聚合過程中，機械攪拌有利于單體的均勻分散，但容易對柔性基體造成不可逆的損傷，導致裝置耐久性差；單體在溶液中的分散會導致反應物被水分子稀釋，從而減慢聚合速度，降低產物得率，整個反應過程耗費大量時間和成本。此外，聚合產生的大量廢液的分離耗時長，處理成本高，給環(huán)境治理造成極大負擔。因此，在保持材料力學性能的前提下，實現CPs對絕緣基底的有效活化改性是當前柔性電極材料研究領域亟待解決的難題之一。

針對以上問題，該研究報道一種新型的氣液界面聚合方法，利用苯胺單體的揮發(fā)特性，在浸泡過引發(fā)劑和摻雜劑的靜電紡絲纖維上原位生長導電殼層PANI。該方法同時適用于絲素蛋白、醋酸纖維素和聚酯三種靜電紡絲纖維。當單體從自制的密封反應倉底部向預處理過的纖維擴散時，被纖維表面的引發(fā)劑溶液捕獲，從而引發(fā)聚合反應，PANI沿纖維軸向法線由內向外生長，在氣液界面形成具有清晰邊界的層狀活性材料。纖維薄膜在浸泡過程中吸收大量引發(fā)劑溶液，形成有利于聚合反應的豐富水膜環(huán)境，聚合過程能極大程度地保持靜電紡纖維膜的大孔徑和高比表面積，低溫聚合可避免CPs層的不規(guī)則生長，在不犧牲三維多孔結構的情況下賦予電紡纖維高電導率。基于這些特點，為探明纖維表面水含量與導電層性能的關系，改善三維網狀結構對傳感器性能的影響，研究進一步引入甘油延緩水分揮發(fā)速度，調控CPs聚合程度，并建立數學模型分析傳感器的靈敏度因子與甘油含量之間的關系，其結論對基于CPs的靜電紡絲材料的結構和性能調控具有普適的規(guī)律和應用價值。

絲素蛋白具有良好的生物相容性、自降解性和力學性能。課題組在此前的研究中將絲素蛋白和聚乳酸羥基乙酸混合紡絲制備出具有力學性能優(yōu)異和生物相容性更佳的復合薄膜，再通過添加活性導電材料，可制備出具有三維精巧結構的蠶絲基壓阻式傳感器（International Journal of Biological Macromolecule，中科院JCR一區(qū)；Advanced Electronic Materials，中科院JCR二區(qū)）。在此基礎上，本研究利用絲素蛋白靜電紡絲，通過制備的再生絲素蛋白纖維膜吸收大量的水分子，形成有利于聚合反應的豐富水膜環(huán)境，延長聚合反應過程，促進導電聚苯胺均勻穩(wěn)定地在纖維上生長，極大地提升導電活性材料的質量和組裝傳感器的綜合性能，為傳感器的應用提供電子傳輸基礎。

氣液界面聚合法制備導電纖維膜的實驗流程圖

通過這種界面聚合法制備的導電殼層與絕緣纖維芯層之間結合緊密，纖維膜電阻穩(wěn)定，界面生長能極好地維持靜電紡絲膜的多孔結構，使薄膜透氣性優(yōu)異。將該核殼纖維膜組裝成柔性壓力傳感器，與傳統液相聚合法制備的傳感器相比，該方法制備的傳感器具有較高的靈敏度(10.62 kPa?1)、快速的響應時間(60 ms)和靈敏的檢測下限(5.1 Pa)。此外，該傳感器可用于實現實時、無創(chuàng)的人體健康評估，輔助呼吸道疾病的檢測和臨床診斷，還能借助氣壓輔助分子生物學檢測，在家庭醫(yī)療和即時護理中具有很大的應用價值。

西南大學家蠶基因組生物學國家重點實驗室為論文第一署名單位，碩士研究生徐夢婷（2019級紡織科學與工程專業(yè)）為第一作者，李智副教授為最后通訊作者，代方銀教授為共同通訊作者。該研究由國家重點實驗室自主研發(fā)經費、中國紡織服裝學會智能紡織服裝柔性器件重點實驗室開放課題、重慶市“留創(chuàng)計劃”創(chuàng)新類資助項目及中央高校基本科研業(yè)務費專項資金資助。

原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722022124?via%3Dihub

（esilk.net聲明：本網登載此文旨在傳遞更多行業(yè)資訊，文章內容僅供參考。）