北京化工大學：研發(fā)兼具高效熱管理和優(yōu)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(yōu)點，在智慧醫(yī)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(yōu)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(tǒng)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(jiān)測人體運動，還可以幫助患者利用莫斯密碼與醫(yī)生進行遠程交流，從而建立醫(yī)患間人機交互系統(tǒng)。更為重要的是，該纖維素基傳感器具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性能，在未來柔性電子產品、智慧機器人、個性化醫(yī)療通信等領域將具有巨大的應用潛力。

來源：傳感器專家網