传统石油基聚酰亚胺（PI）是微电子领域中不可或缺的材料。然而，这些聚合物面临着巨大的挑战，包括有限的化学可改性、可持续性问题以及芳香族二胺的潜在致癌性。基于大豆素的单体是一种很有前景的替代品、具有类似的刚性和多功能性。本研究在前期生物基聚酰亚胺的研究基础上（ACS Sustainable Chem. Eng. 2023, 11, 4789−4799）将芳香环和α，β-不饱和酮结构整合到PIs主链中，以实现直接传感编程。骨架结构中丰富的芳香环赋予了与传统PI相似的机械性能和耐溶剂性，而α，β-不饱和酮结构则进一步增强了PI的灵活性和传感编程能力。酮结构进一步增强了柔韧性和传感能力。尤其是主链中不饱和酮的选择性还原，调节了材料吸收和扩散水蒸气分子的能力。吸收和扩散水蒸气分子的能力，从而促进对湿度的直接反应。所构建的传感器可实现超快响应/恢复时间（15 毫秒/95 毫秒）。这项工作说明了生物基PIs的可持续设计，并激发了编程生产具有针对性应用的柔性传感器的潜力。
图1大豆苷元基PI的制备工艺、性能及应用。
图 2. 大豆素基PI的理化性能。
图3 大豆素基PI湿度传感器的性能
图4 大豆素基湿度传感器的水分子吸收和扩散分子模拟结果
图5 大豆素基PI的湿度传感器的应用
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157172
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