郑州大学/纳米能源所AFM: 轻质，超弹性，疏水性聚酰亚胺纳米纤维/MXene复合气凝胶用于可穿戴式压阻传感器和油水分离应用

受到超轻且结构坚固的蜘蛛网的启发，具有优异特性的柔性纳米纤维组装气凝胶经过精心设计，可在各种应用中实现理想的性能。

有鉴于此，郑州大学刘春太教授、刘虎副教授和中国科学院北京纳米能源与系统研究所潘曹峰等人，通过冷冻干燥和热酰亚胺化工艺，已经开发出具有典型的“层-支柱”支撑分层纳米纤维多孔结构的导电聚酰亚胺纳米纤维（PINF）/MXene复合气凝胶。

本文要点

1）得益于PINF和MXene之间的多孔结构和牢固的结合，PINF/MXene复合气凝胶具有极低的密度（9.98 mg cm^-3），耐-50~250°C的耐高温性，出色的压缩性和可恢复性（高达90 ％应变），以及在1000次循环中优异的抗疲劳性。

2）该复合气凝胶可用作压敏电阻传感器，具有高达90％应变（对应85.21 kPa）的出色感测能力，0.5％应变的超低检测极限应变（对应0.01 kPa），在1000次循环中具有强大的抗疲劳性，出色的压敏电阻稳定性和极端恶劣环境下的稳定性和再现性。

3）此外，复合气凝胶还具有优异的油/水分离特性，例如高吸附容量（55.85~135.29 g g^-1）和稳定的可回收性，这归因于其疏水性和坚固的分级多孔结构。

总之，设计的PINF/MXene复合气凝胶有望为人体运动/物理信号检测和高效油/水分离提供一个新的多功能平台。

参考文献：

Hu Liu et al. Lightweight, Superelastic, and Hydrophobic Polyimide Nanofiber /MXene Composite Aerogel for Wearable Piezoresistive Sensor and Oil/Water Separation Applications. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202008006

https://doi.org/10.1002/adfm.202008006

信息来源:奇物论

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