材料学院科研团队在柔性可穿戴器件方面取得新进展

点击数:   更新日期: 2021-03-10

近年来,柔性可穿戴器件在便携式移动电子设备和人体运动检测等领域应用前景广阔,受到了广泛的研究。目前已有大量的研究致力于开发具有不同结构和功能的柔性可穿戴材料。因此,系统总结柔性可穿戴材料的制备方法,探究材料结构与性能的内在关系,揭示柔性可穿戴材料的传感机制,对柔性可穿戴器件的发展及其应用具有重要的科学价值。 

材料科学与技术学院马明国教授科研团队长期致力于生物质功能复合材料研究。纤维素、纳米纤维素、无尘纸等纸基功能复合材料来源广泛,价格便宜,柔性性好,在柔性可穿戴器件领域具有天然优势。利用无尘纸开发了具有优异耐折性能和电磁屏蔽性能的可穿戴膜(Frontiers in Materials, 2019, 6, 308),基于还原石墨烯和无尘纸制备了超级电容器电极(Industrial & Engineering Chemistry Research, 2019, 58, 12018),基于无尘纸制备了集成超疏水、光热、电热以及传感性能的可穿戴织物(ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12, 34226)。近日,该研究团队在前期系列工作基础上,开展了柔性可穿戴器件的研究,在柔性可穿戴器件研究领域取得新进展。

该研究系统的阐述了柔性可穿戴材料的最新发展,从制备策略、工作机理以及多功能性能等各个方面评述了其在传感器、超级电容器、电磁屏蔽等领域的应用。优化柔性可穿戴材料的设计原则,精心设计如3D结构、孔隙结构、Janus结构和仿生结构的多维材料,开发高灵敏度、宽工作范围、良好线性度的传感器,集成机械性能、传感性能、光热性能、电热性能、疏水性能和自愈特性于一体的多功能可穿戴器件,开发具有透气性和可穿戴舒适度的纤维、纱线和纺织品,进一步优化非接触式人机交互可穿戴设备是未来的发展方向。

柔性可穿戴复合材料及其应用

以上研究成果以“Flexible MXene-based Composites for Wearable Devices”为题,发表在材料领域一区TOP期刊Advanced Functional Materials(影响因子16.836上。北京林业大学材料学院为该论文第一署名单位,材料学院林产化工学科博士生马畅为该论文第一作者;北京化工大学、齐鲁工业大学以及天津科技大学等机构的学者参与了上述研究工作。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及北京林业大学杰出青年人才培育计划等项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202009524


撰稿:马  畅

审稿:倪潇潇