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福州大学研发水下超疏水传感器

2021-03-04

纺织科学研究 2021年2期
关键词:环境

近年来,可穿戴戴性传感器在健康监测、人体运动检测、人机界面等领域有着广泛应用,使得戴性可穿戴电子设备的需求在不断增加。随着海洋勘探的不断发展,人们对水下可穿戴传感设备的需求日益增加。然而目前大多数报道的传感器由于亲水表面会受到水蚀,无法在水下进行工作,进而影响传感器的正常工作。超疏水表面的引入可以确保传感器在水下环境稳定工作,因此,兼具防水功能的超疏水传感器是制备水下传感器的新策略。

基于近年来在超疏水表面以及戴性传感等领域应用的工作基础,福州大学赖跃坤课题组将超疏水表面与导电材料相结合,赋予传感器自清洁、防腐蚀等性能,实现水下多行为监测,拓宽了传感器在水下环境的应用。研究团队通过简便可行的方法来制备具有超疏水、高导电率、耐用的多功能超疏水导电织物。首先在棉织物上涂覆一层聚多巴胺/还原氧化石墨烯(PDA/rGO),然后原位生长纳米铜颗粒(CuNPs),再经硬脂酸(STA)进行疏水改性,织物表面经过硬脂酸的疏水化改性可有效防止Cu NPs的氧化,解决了长期使用稳定性的问题。

超疏水PDA/rGO/Cu/STA 织物不仅可以在空气环境中检测各种人体行为活动,还能在水下环境进行监测。由于表面的超疏水性能,传感器和液面之间存有空气层。当传感器浸入水下的瞬间,空气层的压力变化可转换为电阻的变化,响应速度为661ms。此外,传感器还可对其他水下活动,如水下拉伸弯曲、超声波进行监测,展现了其在水下环境中优异的传感性能。……

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