我校纺织服装学院魏取福教授团队在国际期刊Chemical Engineering Journal上发表了题目为“Flexible Electrically Conductive Biomass-Based Aerogels for Piezoresistive Pressure/Strain Sensors”的学术论文（Chemical Engineering Journal，2019，8.355）。纤维素气凝胶材料以其优异的比表面积、高孔隙率、低密度和良好的生物相容性等特性广泛应用于智能传感器领域。但纤维素较大的长径比会赋予纤维素气凝胶更高的刚性和更大的脆性，因此制备兼具柔性、高压缩、高回弹、超灵敏传感的纤维素气凝胶材料具有重要意义。我们提出使用细菌纤维素(BC)作为纳米增强材料，壳聚糖(CH)作为填充材料制备了一种全生物质多孔气凝胶材料，再通过原位聚合苯胺制备了一种新型导电气凝胶材料(PANI/BC/CH)。该材料制备组装的压力传感器具有宽范围的压力检测能力，高灵敏度(灵敏度为1.41 kPa-1)和对微小压力的超高检测能力(压力检测极限为32 Pa)。此外，通过在PANI/BC/CH气凝胶的三维网络结构中渗入硅橡胶(PDMS)制备PANI/BC/CH/PDMS复合材料，该材料能很好地对机械应变和弯曲形变做出响应。将PANI/BC/CH/PDMS复合材料组装成简易电子器件后，可实现对声带发声、关节活动和喝水等人体生物信号的灵敏检测。
该论文第一作者是我校纺织服装学院2018级博士生黄婕妤。李大伟副研究员、赵敏博士等为共同作者。通讯作者为魏取福教授。该研究得到了轻工技术与工程一流学科(LITE2018-21)、高等学校学科创新引智计划资助(B17021)和中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(JUSRP11701)等基金的支持。
图1. (a) PANI/BC/CH气凝胶制备流程图; (b)不同压力响应下LED灯响应图；(c)用于计步传感的电阻响应图；(d)对四种声音信号的电阻响应图。
