1成果简介
压阻传感器在健康监测、人机交互和机器人传感等多个领域具有广阔的应用前景。为了满足不同的应用要求，开发具有高灵敏度、机械坚固性和隔热性能的多功能压阻传感器势在必行。本文，浙江工业大学Guinan Chen等研究人员在《ACS Appl. Electron. Mater》期刊发表名为“Multifunctional Piezoresistive Sensor Utilizing MXene/CNC/WPU Aerogel for Efficient Motion Detection and Thermal Insulation”的论文，研究报告了通过纤维素纳米晶体、水性聚氨酯和 Ti3C2Tx MXene 的单向冷冻铸造，在氢键作用下制备高性能 MXene 基气凝胶的过程，并将其命名为 MXene/CNC/WPU。
2图文导读
图1.MXene/CNC/WPU 气凝胶制造工艺的示意图。
图2.（a） MXene 的 TEM 图像。MXene/CNC/WPU 气凝胶的 （b） 光学和 （c） SEM 图像。（d） MXene/CNC/WPU 气凝胶、MXene 和 CNC/WPU 的 XRD 图谱。（e） MXene/CNC/WPU 气凝胶和 CNC/WPU 的 XPS 测量光谱。（f） MXene/CNC/WPU 气凝胶的高分辨率 C1s XPS 光谱。
图3.MXene/CNC/WPU 气凝胶的机械特性。
图4.（a） MXene/CNC/WPU 气凝胶的照片以及说明压缩机制的示意图。（b） MXene/CNC/WPU 气凝胶在不同压力下电流的实时变化。（c） MXene/CNC/WPU 气凝胶的灵敏度。（d） 与先前报道的压力传感器的比较敏感性分析。（e） MXene/CNC/WPU 气凝胶在不同压缩速度下的实时电流响应。（f） MXene/CNC/WPU 气凝胶的响应和恢复时间。（g） MXene/CNC/WPU 气凝胶在 30% 应变下经受 500 次循环的抗疲劳性。
图5.使用 MXene/CNC/WPU 气凝胶的可穿戴应用。
3小结
总之，我们成功合成了一种纳米纤维增强的 MXene 基气凝胶，即 MXene/CNC/WPU，其特点是具有三维相互连接的分层微结构。在 MXene 网络中加入 CNC 和 WPU 有助于提高 MXene/CNC/WPU 气凝胶的坚固性。此外，三维相互连接的分层微结构和明确的多孔结构确保了 MXene/CNC/WPU 气凝胶优异的导电性和可压缩性，从而提高了传感性能。因此，基于 MXene/CNC/WPU 气凝胶的压阻传感器具有压阻线性灵敏度高、机械稳定性好、响应速度快、传感能力强等特点，可对吞咽、吹气、手指和手腕弯曲等各种人体生理信号进行实时监测。此外，三维网络结构还使 MXene/CNC/WPU 气凝胶具有出色的隔热和红外隐形能力。这种构建 Ti3C2Tx MXene 气凝胶的简便策略有望促进压阻传感器的多功能集成，推动下一代电子应用的发展。
文献：
https://doi.org/10.1021/acsaelm.4c01498
