陈磊副教授课题组：应用于可穿戴设备领域监测人体运动的细菌纤维素基高灵敏度压力传感器的构筑

近日，我院陈磊副教授课题组在化学工程领域知名期刊《Chemical Engineering Journal》(IF:13.273)上发表题为“Development of a flexible and highly sensitive pressure sensor based on an aramid nanofiber-reinforced bacterial cellulose nanocomposite membrane”的研究论文。

柔性可穿戴压力传感器在人机交互、仿生智能设备等领域极具应用价值，因而受到了人们的广泛关注。然而，压力传感器目前仍然存在着制备工艺复杂、基体材料力学性能不足、响应迟滞现象明显、灵敏度低以及易受极端环境影响的挑战。针对以上问题，该论文报道了一种细菌纤维素(BC)基高灵敏度压力传感器：首先，基于高性能合成纤维增强天然纤维的策略，采用真空抽滤自组装法制备了一种具有优异力学性能的芳纶纳米纤维@细菌纤维素(ANF@BC)纳米复合薄膜；然后，通过浸涂法将银纳米线(Ag NWs)负载到该薄膜表面，制得Ag/ANFs@BC功能化纳米复合薄膜；在此基础上，首次探讨了其用作压力传感器在监视人体运动领域的应用(见下图)。

当该压力传感器应用于人体时，能够准确识别来自不同人体部位的机械刺激，并且展现出高灵敏度和良好的稳定性。值得注意的是，该薄膜在极端环境条件下(如0℃和150℃、强酸强碱、有机溶剂等处理)仍保持出色的导电稳定性，使其作为可穿戴设备应对极端环境挑战成为了可能。该项研究不仅为BC基高强纳米复合薄膜材料的制备提供了一种简便易行的方法，以其作为基底材料的功能化复合膜用作压力传感器在可穿戴设备领域也显示出较强的实际应用价值。

西南大学蚕桑纺织与生物质科学学院纺织科学与工程专业2019级硕士研究生陈世强为本文第一作者，陈磊副教授为本文通讯作者。西南大学为该成果第一完成单位，香港理工大学和安徽大学为共同完成单位。该项研究得到了国家自然科学基金、重庆市归国留学人员创业创新计划以及绿色高分子材料安徽省重点实验室开放课题的支持与资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131980

撰稿人：陈磊

审稿人：徐汉福