高灵敏度MXene基纤维传感器的制备及性能

作     者：宋理阳 韩玮屹 彭军 王潮霞 SONG Liyang;HAN Weiyi;PENG Jun;WANG Chaoxia

作者机构：江南大学纺织科学与工程学院江苏无锡214122 

出 版 物：《精细化工》 (Fine Chemicals)

年 卷 期：2024年第41卷第10期

页      面：2158-2163,2179页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(21975107) 

主　　题：MXene 聚氨酯 导电纤维 柔性传感器 灵敏度 功能材料 

摘      要：以热塑性聚氨酯(TPU)为基底、原位氢氟酸刻蚀法制备的过渡金属碳化物/氮化物(MXene)纳米片为导电材料,经湿法纺丝技术制得了MXene-TPU导电纤维(MTF)。采用SEM、EDS、TGA对其进行了表征,测试了其电导率、力学性能、拉伸应变传感性能,评价了其在人体运动检测中的应用。结果表明,在TPU内部建立的MXene导电网络赋予了MTF高应变灵敏系数(在120%应变下灵敏系数为2930)。MXene的引入提高了MTF的热稳定性,其热分解温度从聚氨酯纤维(TF)的360℃提高到400℃;MXene在纤维表面及内部形成的连续导电通路赋予纤维良好的导电性(电导率为141.54 S/m);MXene也增强了MTF纤维的模量,MXene理论负载量为21.74%的MTF样品(MTF_(2))应变50%时的应力(σ_(50))比TF增大了1.3倍,具备一定的拉伸应变恢复性;MTF_(2)通过电阻变化率的不同来表达人体关节运动形式,可用于人体运动监测。