北京化工大學：研發兼具高效熱管理和優異電磁干擾屏蔽性能的纖維素基可穿戴傳感器

可穿戴傳感技術因傳感范圍寬、響應/恢復時間快、與人體皮膚貼合等優點，在智慧醫療和智能機器人等多個領域受到廣泛關注。然而，多功能集成的可穿戴傳感器因其電子元器件容易產生熱量積累，因此可靠性較低、使用壽命較短。此外，可穿戴傳感器不可避免會產生電磁輻射，從而對人體健康造成不可逆的損害。因此，設計兼具高效熱傳導和優異電磁干擾屏蔽性能的可穿戴傳感器迫在眉睫。

成果

纖維素納米纖維（CNFs）來源于豐富的天然生物質資源，因其重量輕、機械強度高、生物降解性好而被廣泛用于功能器件。北京化工大學楊丹教授團隊首先采用單寧酸和修飾石墨烯納米片（mGNPs），然后通過靜電自組裝及真空抽濾將其取向分散在CNFs中，進一步通過熱壓制備出石墨烯納米片密實層狀分布的復合材料（CNF/G）。所制備的纖維素基復合材料中，mGNPs沿CNFs取向分布并與其緊密連接，形成類似人類神經系統的結構，從而導致復合材料的面內導熱率高達136.2 W/(m·K)，電磁干擾屏蔽效率達到105 dB。同時該復合材料還具有出色的拉伸強度（39.88 MPa）和焦耳加熱溫度（141.1°C）。將所制備的纖維素基復合材料組裝成摩擦電效應傳感器，不僅可以實時監測人體運動，還可以幫助患者利用莫斯密碼與醫生進行遠程交流，從而建立醫患間人機交互系統。更為重要的是，該纖維素基傳感器具有優異的循環穩定性能，在未來柔性電子產品、智慧機器人、個性化醫療通信等領域將具有巨大的應用潛力。

來源：傳感器專家網