层层组装自修复薄膜:构筑面向可穿戴设备的柔性、透明、自修复室温薄膜传感器

电子器件已广泛应用在工业生产和家庭生活等领域。电子器件的正常工作常依赖于可导通的电子电路,一旦电路在外界的机械损害下发生断路,将使电子器件无法正常工作,甚至成为电子垃圾。大量电子垃圾的堆积将威胁人类的生存环境。自修复技术使得材料能够在开裂或外力划伤后,进行修复,以基本恢复其功能。因此,将自修复技术引入电子器件的研发,将有望延长电子器件的使用寿命,减少电子垃圾的生成。

随着近年来大气环境污染的日趋严重,迫切需要开发一种可被集成到便携、可穿戴设备中的基于柔性透明导电膜的电子学传感器件,以便提供一种低能耗、低成本、自修复、便携、室温在线监测的智能化学气体传感器件,有望广泛应用在工业、家庭日常生活、医疗、大气环境、军事等方面。

近来,北京化工大学纳米化学研究团队的孙晓明教授和万鹏博副教授,带领团队成员开发出自修复的透明、柔性气体传感薄膜。采用层层组装技术构筑可自修复的微米级聚电解质基底,再通过线棒涂膜的方法将功能化的碳纳米管分散液均匀涂布在聚电解质膜的表层。这种薄膜气体传感器件不仅展示了良好的自修复性能,能够修复微米级划痕,并且在多次切割-修复循环后能够基本保持相对稳定的气体传感性能。此外,这种薄膜气体传感器件在可见光区有较好的光透过率,并且在500个平-弯循环后基本能够稳定保持对气体的传感性能。相关成果发表在Small上

本工作实现了气体传感器的可修复,延长了传感器的使用寿命,可扩展到其他气体传感材料器件或修复材料器件体系,并且有望集成到可穿戴设备上。

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