在最近的一篇Advanced Materials上,中科院苏州纳米科学纳米生物研究所Ting Zhang及同事发现一种应用于可穿戴感应设备的新型超疏水压缩电阻涂层。

应用于可穿戴电子器件的超疏水智能涂层

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曝露于水滴并不一定会使表面润湿。自然界的一些表面,例如荷花表面,具有极强的抗水能力,即超疏水。我们还依赖防水人造材料在户外保持衣服干燥,以及使电器免受破坏。随着可穿戴电越来越受欢迎随着可穿戴电子设备越来越受欢迎,不仅能抗水的多功能材料正在被广泛探索具有防水性能的多功能涂层正在被广泛探索。制备这种涂层,首先将具有较高本征导电性的单层碳纳米管超声分散在环己烷中。然后加入一种热塑性弹性体,形成极稳定悬浮液。这种悬浮液以一定速度和压力被喷涂在基质上。乙醇清洗2分钟,干燥,得到水接触角162o的超疏水薄膜。水滴立刻滚下薄膜,这是由于薄膜表面多重坑状微纳米的架构特点这是由于薄膜表面具有多重凹坑状微纳米的结构。将浸入MWCNT/TPE涂层的布料揉捏300次,其保持抗水性能,证明了涂层与基质间粘附作用很强。将涂层应用在纤维手套作为防水涂层得到同样的结果:手套保持完全干燥。通过将机器人脚包覆在含有磁铁的MWCNT/TPE 膜中,还制备了磁力驱动水黾状铜机器人。借助磁铁驱动,机器人可以轻松在水面上滑行。这是由于机器人和水表面存有一些空气,可以减小摩擦阻力并增加机器人的水面浮力。为了论证涂层的耐久性,作者将涂有涂层的玻璃基质曝露于作者将带有涂层的玻璃基质曝露于UV下48小时。在另一个实验中,他们将样品浸泡于1M氢氧化钠溶液中12小时。在每一种严酷的条件下,基质都能保持其超疏水性能,水接触角超过150o。当与可拉伸,弯折,扭曲的柔性硅基质结合,MWCNT/TPE薄膜可以作为可穿戴应力传感器,可以检测实时电阻,感应时间只需8ms,这明显比其他应力传感器报到的时间快很多。为了检测实时活动,作者制造一只涂有MWCNT/TPE薄膜的智能手套。每次重复弯曲食指都会产生明显的电阻升降。即使有水滴周期性滴在手套上,性能没有受到影响,表明其可能应用在潮湿的环境中应用的可能性。想了解更多关于这种超疏水性的智能涂料,请访问Advanced Materials主页。