- 刘皓;李至洁;罗丹;李君;
为了开发一种高稳定性、高灵敏度的无探针皮质醇传感器以适用于可穿戴汗液监测，设计了一种基于碳纤维（CF）的复合电极体系。通过电沉积普鲁士蓝（PB）和真空抽滤包覆壳聚糖（CS）构建CS-PB/CF基底，并以邻苯二胺为功能单体制备分子印迹聚合物（MIP）层，形成MIP/CS-PB/CF无探针电极。研究电极的形貌、电化学性能及柔性，并将其用于人体汗液中定量皮质醇检测。结果表明：PB与CS协同作用显著提升电极导电性，MIP层实现高效识别，所制备的MIP/CS-PB/CF无探针电极兼具高灵敏度、选择性和柔性稳定性，检测限达0.235 nmol/L，线性范围1～10~5nmol/L，且对类固醇类似物及常见代谢物抗干扰性强（选择系数> 2）；电极在1 200次弯曲循环中电阻变化率<1%，批间重复性RSD为3.01%,7 d内信号衰减仅2.4%。
2025年03期 v.44;No.222 12-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1670K] [下载次数：105 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 黄竹林;宋浩然;李明;胡梦恩;吴良飞;李昕扬;
针对VO_2纳米颗粒在涂覆成膜过程中因本征电阻率高、VO_2连接较差而导致的薄膜电学性能劣化问题，基于水热-退火法及退火真空度、退火温度的优化合成了M相二氧化钒（VO2(M)）纳米片，采用旋涂的方式在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）表面构筑了连续致密的VO_2(M)薄膜，并分析了该薄膜的光电性能。结果表明：由于纳米片在动态弯曲时能保持较好的连接，其面内二维连续结构显著降低了界面电阻；在最优退火真空度为1.5 Pa、退火温度为420℃条件下所得VO_2(M)纳米片用于制备柔性VO_2(M)/PET薄膜，该薄膜兼具光热调控能力和电阻可调特性，在可见光透射率为41.26%的条件下实现了光热调制效率为4.51%的效果，相变过程中电阻变化率可达为2.94×10~2，为柔性光电器件的发展提供了材料基础。
2025年03期 v.44;No.222 23-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1590K] [下载次数：82 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 杨光;丁云鹏;邢任权;唐薪潮;闫静;
针对柔性应变传感器在使用中因疲劳或机械损伤而导致的传感性能失效问题，设计了一种基于多重氢键网络的高韧性、自修复聚氨酯，通过将其与导电的氧化锡锑（ATO）纳米纤维复合，获得了具有高稳定性和自修复能力的柔性应变传感器，并系统研究了其力学性能、传感性能和自修复性能。结果表明：所制备的自修复聚氨酯具有900%的断裂伸长率和8 MPa的拉伸强度；基于此聚氨酯所制备的柔性应变传感器在40%应变范围内拥有高达240的灵敏度和良好的循环稳定性；此外，得益于聚氨酯的动态氢键网络，传感器在受损后通过加热可以完全恢复到初始力学性能和传感性能。
2025年03期 v.44;No.222 31-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1608K] [下载次数：167 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 周金利;王晨晓;魏烨;郑俊杰;王赛娅;
针对水凝胶拉伸性和稳定性不足导致应用受限的问题，采用简便的冻融法开发了一种基于羟基乙基二磷酸（HEDP）辅助的聚乙烯醇（PVA）复合水凝胶，并通过添加导电聚合物3,4-乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸（PEDOT∶PSS）来提升其导电性能。对复合水凝胶的结构进行表征，测试分析复合水凝胶的溶胀保水性能、力学性能和导电性能，并将其用于应变传感器考察复合水凝胶的应变传感性能。结果表明：PVA和HEDP的质量比为8∶2、PEDOT∶PSS质量分数为15%时，在-25℃的环境中冷冻18 h制备的PVA/HEDP/PEDOT∶PSS复合水凝胶拉伸延展率高达949%，具有0.32 S/m的良好电导率，在400%应变范围内具备优异的线性灵敏度（GF=1.16）；该水凝胶基传感器能够高效监测多种人体运动，包括微小的面部表情变化以及大幅度的关节活动，还能够精准捕捉脉搏波形中的细微变化，在人体活动监测和健康管理领域具有广阔的应用前景。
2025年03期 v.44;No.222 39-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1903K] [下载次数：152 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 金欣;刘晓东;
为改善聚苯胺/聚酯（PANI/PET）复合导电织物的导电性，采用不同酸掺杂方式对PANI的分子结构进行调控，在PET纤维表面原位聚合PANI，制备PANI/PET复合织物；采用SEM、FTIR、XRD和电导率测试分析掺杂酸种类对PANI/PET材料结构和导电性能的影响；将PANI/PET复合导电织物与金属Al、Cu膜电极组装制备肖特基型纳米发电机，考察其电输出性能。结果表明：掺杂酸的种类显著影响PANI的苯醌结构比例、分子链规整性及晶面间距；PTSA掺杂的PANI具有最高的苯式/醌式结构比值（2.16）、最优的晶面间距（0.343 nm）和最高的结晶度（46.16%），从而表现出最佳的导电性能（0.65 S/m）；基于PTSA掺杂的PANI/PET复合材料制备的肖特基型纳米发电机展现出良好的电输出性能，开路电压为0.973 V，短路电流为327.19μA，进一步验证了材料的优异导电性。
2025年03期 v.44;No.222 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1517K] [下载次数：60 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 闫静;SYED UMER Afzal;王浩轩;
为了实现织物型摩擦纳米发电机（triboelectric nanogenerators,TENG）中摩擦层和电极的有效结合，采用共轭静电纺丝和连续空心锭花式捻线技术制备了以聚酰亚胺（PI）和聚苯硫醚（PPS）为摩擦材料、以不锈钢纱线为电极的包芯纱，并将其作为纬纱通过机织工艺制备表面全纬纱的摩擦电织物。研究了摩擦层微结构匹配对TENG性能的影响，以及TENG在高温环境中的工作适应性，并探究了该织物型TENG的实际应用性能。结果表明：以PPS短纤维包芯纱织物和PI纳米纤维包芯纱织物分别为TENG的正负摩擦层时，由于微纳纤维之间的有效匹配增加摩擦界面有效工作面积，可获得较高摩擦电性能的织物型TENG，而且能够在200℃以下的高温环境中维持稳定工作；当负载电阻为20 MΩ时，TENG功率密度达到0.67 W/m~2，能够点亮18个COBs或140个LEDs，可为电容器充电后进一步为计算器供电，展现了其在可穿戴微电子设备供能领域的应用潜力。
2025年03期 v.44;No.222 55-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K] [下载次数：51 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 杨丽;蒋晓琦;
为缓解传统能源稀缺带来的压力，同时减少能源开发和消耗过程中对环境的危害，采用激光直写技术，瞬态烧蚀牛皮卡纸，一步制备激光诱导石墨烯（laser induced graphene,LIG）电极，在LIG电极上旋涂硅橡胶（Ecoflex）形成摩擦负电层，制备单电极柔性纸基摩擦纳米发电机（card paper-triboelectric nanogenerator,CP-TENG）。分析扫描速率、激光功率等激光扫描参数和摩擦负电层厚度对于摩擦纳米发电性能的影响规律，确定最佳工艺参数；为进一步提高输出性能，采用折纸结构设计，制备了多单元结构CP-TENG。结果表明：激光扫描速率为15 cm/s、扫描功率为3.6 W、摩擦负电层厚度为0.9 mm时，所制备的单电极CP-TENG实现了高性能输出，在负载频率10 Hz、负载力10 N条件下CP-TENG开路电压峰-峰值可达61.8 V，在负载力提高到16 N时开路电压峰-峰值最高可达97.1 V，负载电阻为18 MΩ时输出功率为47.8μW；单电极CP-TENG能够承受多种弯曲折叠变形且性能稳定，经历1 000次折叠后其LIG方阻仅从初始的16Ω/sq微增至18Ω/sq，依然具有良好的输出性能；多单元结构CP-TENG的输出性能进一步提升，当摩擦单元数量从1个递增至6个时，开路电压峰-峰值由41 V提升至188 V；与编织结构相比，啮合结构的多单元CP-TENG输出性能更好，开路电压最高可达389 V；将单电极CP-TENG贴附于人体关节部位，可实现人体关节位姿的自供能监测力。
2025年03期 v.44;No.222 61-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 2147K] [下载次数：144 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 石磊;王泽宇;胡艳丽;刘皓;
为了给智能可穿戴纺织服装配备舒适度高且性能优异的储能装置，以导电镀银尼龙（ANY）纱线为芯纱、静电纺聚丙烯腈（PAN）纳米纤维为包覆层制备包芯纱，再通过原位聚合聚吡咯（PPy）制备得到PPy/PAN/ANY纳米纤维包芯纱电极；分析吡咯的聚合时间对电极结构和性能的影响；并将最佳聚合条件下制备的纱线电极组装成对称型超级电容器，考察其电化学性能。结果表明：随着吡咯聚合时间的增加，纳米纤维表面的聚吡咯粒子逐渐增多并堆积；当吡咯浓度为0.3 mol/L、聚合时间为1.5 h时，得到的PPy/PAN/ANY纱线电极电化学性能最优，在1 mA/cm~2的电流密度下，具有326.58 mF/cm~2的面积比电容；电流密度为1 m A/cm~2时，PPy/PAN/ANY纱线状超级电容器的面积比电容为274.7 mF/cm~2，能量密度为0.038 2 mW·h/cm~2，功率密度为4.976 mW/cm~2，具有良好的柔韧性和优秀的电化学性能，在智能可穿戴纺织品中具有广阔的应用前景。
2025年03期 v.44;No.222 72-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1857K] [下载次数：89 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]