近日,我校曹继鹏教授梳理及纺纱工艺技术研究团队联合东北大学青勇权副教授在尼龙纺织品表面以Ecoflex为涂层的连续相,通过连续喷涂和分步固化相结合的方法,制备了一种具有双级导电网络的超疏水织物基复合材料(DCNTC)。
该复合材料成功利用了双级导电网络的协同效应,实现了卓越的应变传感性能,并且Ecoflex连续赋予了材料优异的机械稳定性,即使在动态拉伸、长期拉伸、弯曲和扭转循环、砂纸磨损、胶带剥离、水流冲击和洗涤-干燥后,超疏水表面也得以保持。这些特性使得可穿戴的DCNTC传感器实现了在水下环境中的人体运动行为实时精准监测,拓宽了柔性可穿戴传感器在海洋环境中的应用,对于海洋环境侦察、海洋资源开发、海洋生物学研究等方面具有重大价值。

该研究的相关成果《Mechanically durable superhydrophobic textile-based strain sensor based on synergistically coupled dual conductive networks for long-term underwater motion monitoring》一文发表在中科院一区Top期刊《Chemical Engineering Journal》(IF:13.4)上。纺织服装学院副教授马骏驰为通讯作者和第一作者,东北大学材料科学与工程学院青勇权副教授为共同通讯作者。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.158955

图1. DCNTC的制备。(a) DCNTC的双级导电网络制备和应变传感机制示意图,(b) DCNTC表面各种常见液滴的照片。

图5. DCNTC超疏水表面的稳定性测试。(a) 拉伸循环(50% 应变),(b) 弯曲循环, (c) 扭转循环,(d) 柔韧性。(e) 剥离,(f) 磨损,(g) 刀片刮擦,(h) 水流冲击,(i) 水洗。

图8. DCNTC传感器对水下手指弯曲的监测应用。(a) 传感器在水中监测手指弯曲的照片及其相应的 (b) 感应信号,(c) 监测前后传感器的照片。
(撰稿人:马骏驰)