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
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详细介绍

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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