Jinlei Miao團隊:基于三維可拉伸銀納米線/MXene導電網絡的個人醫(yī)療和熱療智能紡織品


一、文章概述
可穿戴電子產品通過提供智能功能和監(jiān)測身體健康狀況,豐富了日常生活。然而,實現(xiàn)可穿戴電子設備的個人醫(yī)療保健和人體熱舒適管理仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。此外,在傳統(tǒng)的薄膜襯底上制造這種皮膚上的可穿戴電子產品會導致有限的氣體滲透性和炎癥反應。在此,作者提出了一種個人醫(yī)療和熱管理智能紡織品,它具有三維互聯(lián)導電網絡,由銀納米線(AgNWs)橋接層狀結構的過渡金屬碳化物(MXene)納米片形成。得益于一維AgNWs橋接二維MXene的互聯(lián)導電網絡協(xié)同效應,應變傳感器具有良好的耐久性和高靈敏度,應變范圍寬,可以準確識別和監(jiān)測人體活動的細節(jié)。此外,由于AgNWs和MXene具有優(yōu)良的焦耳熱和光熱效應,通過進一步結合熱色和相變功能層,成功開發(fā)了具有直接溫度可視化和太陽能溫度調節(jié)功能的多功能智能紡織品。具有可伸縮的AgNW-MXene3D導電網絡的智能紡織品為下一代個人醫(yī)療保健和熱管理可穿戴系統(tǒng)有著巨大的前景。
二、圖文導讀

圖1.(a)采用AgNW-MXene三維導電網絡制備智能紡織品的工藝和結構示意圖。插圖為原始非織造布的照片,AgNWs處理的樣品,以及AgNWs和MXene處理的樣品。(b)智能紡織品在個人醫(yī)療保健和熱管理中的應用示意圖。

圖2.(a)MXene的蝕刻制備示意圖。(b)MXene的透射電鏡圖像。(c)AgNWs的SEM圖像。插圖顯示了它們的均勻分散性。

圖3.不同放大倍數(shù)的AMPPs的掃描電鏡圖像。

圖4.AMPP應變傳感器在人體運動檢測中的應用。

圖5.AMPP溫視安裝的電熱性能。
三、全文總結
綜上所述,作者提出了一種基于三維導電網絡結構的AMPP個人醫(yī)療保健和熱管理智能紡織品。該智能紡織品的三維導電網絡結構由一維金屬納米材料AgNWs和二維層狀結構MXene組成,具有良好的光熱和電熱性能,保證了其良好的穩(wěn)定性和耐久性。該傳感器具有高靈敏度和在寬應變范圍限制(~100%)下的快速響應時間(340,320ms),測量因子(GF)為1085。可用于手指彎曲、手腕彎曲、吞咽、單擊鼠標、按壓、說話等,這證明了它在可穿戴智能紡織品中的價值。它可作為熱處理的視覺加熱裝置。根據(jù)顏色的變化,可有效控制傳熱,避免皮膚低溫燒傷?;谄滹@著的機械、電、熱和光學性能,AMPP在醫(yī)療保健和熱管理方面顯示出了巨大的概念驗證潛力,這將對柔性和可穿戴電子產品的發(fā)展發(fā)揮重要的啟發(fā)作用。
文章鏈接:
https://doi.org/10.1021/acsami.1c18828
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