CN114190923B - 一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤及其制备方法 - Google Patents
一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114190923B CN114190923B CN202111097871.6A CN202111097871A CN114190923B CN 114190923 B CN114190923 B CN 114190923B CN 202111097871 A CN202111097871 A CN 202111097871A CN 114190923 B CN114190923 B CN 114190923B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensitive layer
- collagen aggregate
- humidity
- electronic skin
- collagen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 claims abstract description 115
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims abstract description 113
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims abstract description 113
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 40
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims abstract description 40
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 claims description 31
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 25
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 22
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 21
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 20
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 18
- BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol Chemical compound FC(F)(F)C(O)C(F)(F)F BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 claims description 14
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 12
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 claims description 12
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 11
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- CAQWNKXTMBFBGI-UHFFFAOYSA-N C.[Na] Chemical compound C.[Na] CAQWNKXTMBFBGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 5
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 5
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 4
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 239000011325 microbead Substances 0.000 claims description 3
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 claims description 2
- 241001494479 Pecora Species 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 claims description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 abstract description 9
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 7
- 230000036541 health Effects 0.000 abstract description 6
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 143
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 3
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000003251 Pruritus Diseases 0.000 description 1
- 206010040830 Skin discomfort Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000515 collagen sponge Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007803 itching Effects 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XYRAEZLPSATLHH-UHFFFAOYSA-N trisodium methoxy(trioxido)silane Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].CO[Si]([O-])([O-])[O-] XYRAEZLPSATLHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/60—Materials for use in artificial skin
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D1/00—Treatment of filament-forming or like material
- D01D1/02—Preparation of spinning solutions
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1118—Determining activity level
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/10—Hair or skin implants
- A61F2/105—Skin implants, e.g. artificial skin
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
- D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
- D01D5/0038—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion the fibre formed by solvent evaporation, i.e. dry electro-spinning
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/09—Addition of substances to the spinning solution or to the melt for making electroconductive or anti-static filaments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F4/00—Monocomponent artificial filaments or the like of proteins; Manufacture thereof
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
- D01F6/48—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polymers of halogenated hydrocarbons
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
- D01F6/50—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyalcohols, polyacetals or polyketals
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
- D01F8/10—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one other macromolecular compound obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as constituent
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
- G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/005—Measuring force or stress, in general by electrical means and not provided for in G01L1/06 - G01L1/22
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/18—Measuring force or stress, in general using properties of piezo-resistive materials, i.e. materials of which the ohmic resistance varies according to changes in magnitude or direction of force applied to the material
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/02—Operational features
- A61B2560/0242—Operational features adapted to measure environmental factors, e.g. temperature, pollution
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/44—Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
- A61B5/441—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2240/00—Manufacturing or designing of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
- A61F2240/001—Designing or manufacturing processes
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physiology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤及其制备方法，基于摩擦电发电机构建了具有多层纳米纤维的生物启发型多功能电子皮肤，可转换人体机械能为电能，用以同时检测压力、温度和湿度等外界刺激。该电子皮肤的负摩擦层为静电纺丝技术的聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯复合纳米纤维，具有典型的三维网络空间结构和微观珠链结构，而正电极层为静电纺丝技术的胶原聚集体纳米纤维，其结构为三维多孔结构和微观凸起结构。该电子皮肤同时实现了优异的压力、湿度和温度响应性，集智能、多功能、柔韧性、敏感性、透气性、生物相容性等优点于一体，可作为智能机器人、皮肤、医疗健康检测等领域的智能电子皮肤。
Description
技术领域
本发明涉及电子皮肤制造技术领域，具体涉及到一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤及其制备方法。
技术背景
皮肤作为人体最针对上述问题，可通过纳米摩擦发电机发电实现自供电功能，多层级结构提供多功能性，利用结构提供灵敏的压力、湿度和温度响应性，从而开发一种兼备自供电能力与多功能及对多种刺激灵敏响应的电子皮肤。此外，为了使电子皮肤贴于皮肤表面时具有良好的生理体验和穿戴舒适性，可利用胶原等易降解的生物材料提供良好的生物相容性，同时采用静电纺丝技术制备纳米纤维，全纤维结构实现其良好的透气性，基于以上特性可使得电子皮肤在医疗及可穿戴设备等领域有更加广泛的应用。
大的器官，不仅可以保护人体免受环境危害，且能及时感知外界环境的温度、压力和振动。在物联网时代，电子皮肤在功能和敏感度上可以超越人体感官，这使其成为一种基础的数据采集设备，在人工假肢、智能机器人、可穿戴设备、健康监测系统等领域有着广泛的应用。对于电子皮肤材料的实际应用，需要评估灵敏度、自供电能力、生物相容性、透气性、灵活性、轻盈性和成本效益。然而，到目前为止，少有综合这些特征的电子皮肤被报道。
电子皮肤是复杂的柔性传感器阵列，通过将各种环境刺激(包括温度、湿度和压力)转化为实时和可视化的电子脉冲来实现信息收集。最近，电子皮肤被赋予了多样化的特殊功能，如电致发光、自愈、形状记忆效应、防火、防水、传热等。尽管上述多种功能的不断改进和优化，但能够真正模仿人类皮肤及其多种功能以实现最佳集成的电子皮肤是非常罕见的。目前大多数电子皮肤只能检测到一种外部刺激，还有一些电子皮肤能够检测到多个刺激，但灵敏度不足，表现为检测范围小、反应慢、恢复时间长，这极大限制了它们的实际应用。例如在指尖等人工假肢的特定位置上，为了检测人体皮肤的多种刺激反应，必须有多种不同功能的传感器协同工作。然而，不同功能传感器在平面上的排布会造成不同微小区域的信号缺失，这在高精度应用中显然是致命的，另外，更多传感器的安装也会导致更高的制造成本。
在以前的研究中，通过设计和修改材料的结构，如通过模仿金字塔或天然皮肤设计材料表面凹凸结构，使正负极材料在相同的压力下获得更大的接触面积，从而提高了灵敏度。然而，这种方法往往需要蚀刻或模具倒置，导致复杂的生产过程和昂贵的制造。此外，由于电池电解质造成的污染往往会对健康造成危害，且电池更换、充电和回收会带来诸多不便影响，因此多功能电子皮肤不能完全使用传统电池驱动。尽管有报道称一些自供电的电子皮肤可紧密地附着在皮肤上以有效地收集生物机械能，但它们大多是用密封或轻微有毒的聚合物膜生产的，如氟橡胶、聚二甲基硅氧烷或其他致密的半导体膜(如GaAs、TiO2、ZnO)。这些材料可能会引起皮肤不适，尤其是长期接触人体皮肤后，甚至引起瘙痒和炎症。因此，以高透气性和生物相容性的材料为底物构建电子皮肤是值得探索的课题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤及其制备方法，以一种简单的方式制备了一种可生物降解的多功能双结构自供电电子皮肤。该电子皮肤制备三维网络空间结构和珠链结构提高自发电压力敏感层中的正负摩擦层的有效接触面积，可以灵敏检测压力的同时更有效收集机械能。通过摩擦电采集管理系统可有效转化收集到的生物机械能为电能，用以温度和湿度等生理信号。另外，湿度敏感层精妙的三维多孔结构和微观凸起结构和胶原对水分的吸-脱附性能确保了对湿度的灵敏度和极低短滞后。此外，胶原聚集体独特的生物特性，提供了良好的生物相容性、生物降解性，而静电纺丝制备的多层纳米纤维结构实现电子皮肤的高透气性。这些非凡的功能表明，借助多分析统计分析方法，实现对人体复杂运动、操控动作的识别与检测，该多功能柔性传感器可以更广泛地用于智能机器人，健康监测和人体运动监测。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤，包括压力敏感层、温度敏感层、湿度敏感层、电极层、自发电压力敏感层中的正摩擦层、胶原聚集体海绵及自发电压力敏感层中的负摩擦层：
基于纳米摩擦发电机的压力敏感层，综合收集人体机械能和人体压力的检测功能；当所述压力敏感层受到压力刺激时，自发电压力敏感层中的正负摩擦层由于接触-分离效应产生电势差，对外表现为交流电信号；
温度敏感层由静电纺丝的胶原聚集体纳米纤维作为基材，并经功能改性使该胶原聚集体纳米纤维兼具导电性、温敏性和高热交换效率；当温度发生变化时，所述温度敏感层的电学性能或电位发生变化，产生电信号；
湿度敏感层由静电纺丝的胶原聚集体纳米纤维作为基材，并经功能改性使该胶原聚集体纳米纤维兼具导电性、吸湿性和高湿度敏感性；当湿度发生变化时，所述湿度敏感层吸湿导致湿度敏感层的电学性能或电位发生变化，产生电信号；
电极层，设置在所述温度敏感层与所述湿度敏感层间，分别连接所述温度敏感层和所述湿度敏感层，另接电源为储存经过电源管理系统LTC3588-1处理后压力敏感层所产生电流的超级电容器。
进一步，所述的压力敏感层由静电纺丝制备的三维网络空间结构和微观珠链结构协同作用聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯纳米纤维负摩擦层、胶原聚集体纳米纤维正摩擦层和胶原聚集体弹性海绵组装得到。
进一步，所述中的胶原聚集体可制备于猪皮、牛皮、羊皮、鱼皮中的任意一种。
进一步，所述的压力敏感层在检测压力的同时具备收集所施加外力的机械能，并利用电源管理系统LTC3588-1转换为电能并储存。
进一步，所述的温度敏感层是胶原聚集体经过聚聚(3，4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐和多壁碳纳米管复合导电材料掺杂功能改性后，经过静电纺丝制成高温度交换效率的多孔纳米纤维薄膜。
进一步，所述的湿度敏感层是以胶原聚集体为基体，通过在基体中分散酸化碳纳米管导电基质以得到导电性，并由丙三醇改性增强其吸湿性得到的。
进一步，所述的湿度敏感层制备方式为材料经过静电纺丝制备具有高水分吸-脱附性的三维多孔结构和微观凸起结构纳米纤维薄膜。
一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤的制备方法，包括以下步骤：
制备均匀混合的聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯溶液，通过静电纺丝制备三维网络空间结构和微观珠链的高比表面积和空气通过率的负摩擦层；
胶原聚集体溶液，通过静电纺丝制备高比表面积和空气通过率的正摩擦层；
胶原聚集体溶液，通过冷冻干燥制备胶原聚集体弹性海绵，组装压力敏感层；
向胶原聚集体溶液加入聚(3，4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐和多壁碳纳米管，混合均匀后静电纺丝，得到温度敏感层；
在温度敏感层表面喷射导电石墨得到螺旋电极；
向胶原聚集体溶液加入酸化碳纳米管导电基质材料以及丙三醇，混合均匀后静电纺丝，得到结构湿度敏感层；
进一步，聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯纳米纤维负摩擦层中聚乙烯醇与聚偏二氟乙烯的质量比为(0～20):(0～20)；温度敏感层中，聚(3，4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐、多壁碳纳米管和胶原聚集体的质量比为(0～1):(0～1):(1～15)；湿度敏感层中，酸化碳纳米管和胶原聚集体的质量比为(0～1):(1～15)；
进一步，包括如下步骤：
(1)聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯负摩擦层的制备：将聚乙烯醇在80～100℃去离子水中溶解，搅拌1～3h，浓度为0～18wt％；再加入0～20wt％聚偏二氟乙烯粉末，搅拌10～30h，制得0～18wt％聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯的均匀分散液；将铜网固定在距离针头10～20cm的收集器上，由聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯纳米纤维均匀覆盖；静电纺丝机在工作过程中保持在一定纺丝条件下，进料速率为0.1～5mL·h-1；最后，将样品置于30～70℃的烘箱中干燥1～6h，以除去残留溶剂；
(2)胶原聚集体正摩擦层的制备和自发电压力敏感层的组装：5～20wt％的胶原聚集体溶解在六氟异丙醇中，在30～50℃下搅拌10～40min；静电纺丝在一定环境条件下以0.1～5mL·h-1的进料速率进行，施加电压为5～40kV，将铜网固定在距离针头5～40cm的收集器上，将样品置于30～90℃的烘箱中干燥1～20h，以除去残留溶剂；将20～40wt％的胶原聚集体水溶液在冷冻干燥机中干燥2～48h，直到形成海绵，并切割成厚度为0.05～0.2mm的环；根据组装胶原聚集体、聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯和胶原聚集体海绵，得到自发电压力敏感层；
(3)温度敏感层的制备：在0.1～5wt％的聚(3，4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐水分散液中加入0.1～5wt％的多壁碳纳米管，超声分散混合0.1～5h，加入5～20wt％胶原聚集体，在30～80℃下搅拌2～20h，最后在30～80℃下干燥，备用；将胶原聚集体改性物在30～80℃条件下搅拌1～10h溶于六氟异丙醇中，加入0～5wt％的甲基硅酸钠防水剂，继续搅拌2～30h，得到均匀混合的纺丝溶液；将组装好的自供电压力敏感层放置在收集器上，将制备好的胶原聚集体纺丝溶液放置在塑料注射器中，针头放置在离收集器5～40cm位置；电压维持在5～40kV范围内，进料速率控制在0.1～5mL·h-1范围内；将得到的样品在30～80℃下干燥1～10h，除去剩余溶剂，然后放置在平台上，用喷枪将石墨喷涂在上面，形成交叉电极，从而提供样品(a)；
(4)湿度敏感层的制备：将0.1～5wt％的酸化碳纳米管超声0.1～5h分散在去离子水中，加入5～20wt％胶原聚集体在30～80℃下搅拌0.5～30h，在真空烘箱中干燥1～15h，得到均匀混合物；5～20wt％的胶原聚集体/酸化碳纳米管混合物在30～50℃条件下搅拌1～10h溶解在六氟异丙醇中，加入0～10wt％丙三醇高速搅拌1～48h，然后放入纺丝机注射器中；样品(a)附着在收集器上，离针5～40cm，电压控制在5～40kV范围内，保持一定的环境条件：温度30～70℃，湿度10～80％RH)；得到的样品在30～70℃的烘箱中干燥1～10h，以去除残留溶剂；
(5)电子皮肤组装：将自发电压力敏感层的正负极连接到电源管理系统LTC3588-1的输入端口，以收集运动产生的能量；能量管理电路的输出端与电子皮肤的交叉电极通过管道连接，作为湿度和温度检测的能源；制备的电子皮肤紧密地附着在人体皮肤上，灵敏地获取压力、温度和湿度信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明以制备的纳米摩擦发电机收集人体产生机械能，并转换为电能进行储存，作为传感器中其他传感元件的能源，代替了传统的锂电池。
(2)本发明制备的电子皮肤的结构使之具有较高的压力、湿度和温度敏感性和检测范围及良好的响应性及循环使用性能。
(3)本发明制备的全纳米纤维电子皮肤具有较高的空气渗透率，从而保证了穿戴和贴附的舒适性。
(4)该电子皮肤同时实现了优异的压力、湿度和温度响应性，集智能、多功能、柔韧性、敏感性、透气性、生物相容性、生物可降解性等优点于一体，可作为智能机器人、皮肤、医疗健康检测等领域的智能电子皮肤。
附图说明
图1为本发明的自供电多功能传感器的截面结构示意图。
图中，1-湿度敏感层、2-螺旋电极、3-温度敏感层、4-自发电压力敏感层中的正摩擦层、5-胶原聚集体海绵、6-自发电压力敏感层中的负摩擦层。
图2为本发明的自供电多功能传感器截面和不同功能层的平面微观结构扫描电镜。
图3为本发明的自供电多功能传感器中自发电压力敏感层的发电和传感机理。
图4为本发明的自供电多功能传感器自发电压力敏感层中的珠链结构对受力时正负摩擦层的有效接触面积增长机理。
图5为本发明的自供电多功能传感器自发电压力敏感层在施加不同外力时的信号输出。
图6为本发明的自供电多功能传感器自发电压力敏感层在不同外接电阻时的有效功率和电压。
图7为本发明的自供电多功能传感器能量管理系统LTC3588-1示意图。
图8为本发明的自供电多功能传感器中温度敏感层在不同温度下的输出信号，内部为其温度敏感层对温度的灵敏度。
图9为本发明的自供电多功能传感器中湿度敏感层在不同湿度下的输出信号，内部为其湿敏感层对湿度的灵敏度。
图1中，1-湿度敏感层、2-螺旋电极、3-温度敏感层、4-铜网、5-自发电压力敏感层中的正摩擦层、6-胶原聚集体海绵、7-自发电压力敏感层中的负摩擦层。
具体实施方式
下面通过实施对本发明进行具体描述。
参照图1、5、8～9本专利公开了一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤的制备方法，与目前常规传感器材料不同，其特点是基于摩擦电发电机构建了具有多层纳米纤维的生物启发型多功能电子皮肤，可转换人体机械能为电能，用以同时检测压力、温度和湿度等外界刺激。以静电纺丝技术制备的负摩擦层中聚乙烯醇和聚偏二氟乙烯纳米纤维具备宏观三维网络空间结构和微观珠链结构、正电极层胶原聚集体纳米纤维的多孔结构、上层湿度敏感器层的触须结构，电子皮肤同时实现了优异的压力、湿度和温度响应性。该电子皮肤集智能、多功能、柔韧性、敏感性、透气性、生物相容性等优点于一体，为智能机器人、皮肤、医疗健康检测等领域的智能电子皮肤铺平了道路。
参照图1，本发明所述的基于皮胶原聚集体的多功能柔性传感器包括三大功能层，即自发电压力敏感层4～7、温度敏感层3、湿度敏感层1。其中，所述自发电压力敏感层中包括：作为正摩擦层的胶原聚集体纳米纤维5、负摩擦层具备三维网络空间结构和内部珠链结构的聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯纳米纤维7、作为电极层的导电铜网4、弹性胶原聚集体海绵6。
参照图2，所述多功能电子皮肤横截面的扫描电镜图可以清楚观察到期多片层的结构。另外，图2B为作为正摩擦层的胶原聚集体纳米纤维、图2C展示了负摩擦层中具备三维网络空间结构和内部珠链结构的聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯纳米纤维7、图2D为温度敏感层的胶原聚集体/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐/多壁碳纳米管纳米纤维、图2E为仿三维多孔结构和微观凸起的胶原聚集体/酸化碳纳米管纳米纤维构成的湿度敏感层。从图2中展示了电子皮肤的精巧结构特性。
参照图3，本发明所述的基于皮胶原聚集体的多功能柔性传感器中的自发电压力敏感层是基于纳米摩擦发电机中的接触-分离模型，在正负摩擦层受到外力后的接触分离过程中，产生的电势对外显示为交流电压，经过计算可以得到实时施加的外力大小，并且，在经过电源管理系统处理后能够储存在电容器或者电池中，为其他功能层提供能源。
参照图4，本发明所述的基于皮胶原聚集体的多功能柔性传感器中的自发电压力敏感层中的正负摩擦层通过调节静电纺丝的工艺，得到结构为珠链结构纳米纤维和多孔结构纳米纤维，相对于普通的光滑膜具有更大的相对接触面积，可以极大提高自发电压力敏感层对外力的灵敏度和有效输出功率。
参照图5～6，本发明所述的基于皮胶原聚集体的多功能柔性传感器中的自发电压力敏感层在不同面积(1×1cm2、2×2cm2、3×3cm2、4×4cm2、5×5cm2)在135kPa外力下的电压输出，其中自发电压力敏感层为5×5cm2时的输出电压为235V，1×1cm2时的输出电压为25V。以1×1cm2为电子皮肤的标准大小，当外加电阻为55MΩ时有效输出功率为75mW·m-2。
参照图7，本发明所述的基于皮胶原聚集体的多功能柔性传感器所使用的电源管理系统为LTC3588-1，是用于收集(压力敏感)层受外力刺激时产生的电流，用于温度敏感和湿度敏感层。
参照图8～9，本发明所述的基于皮胶原聚集体的多功能柔性传感器中的温度敏感层在27～55℃范围内具有良好的线性关系(R2＝0.99)和温度敏感性(TCR＝0.0075℃- 1)；湿度敏感层在25～55％RH范围内具备良好的线性关系和灵敏度。
本实施例所述的摩擦(压力敏感)层可采用基于皮胶原的正摩擦层和聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯的负摩擦层制备。这种材料可由以下方法制备：胶原聚集体溶入六氟异丙醇中静电纺丝得到正摩擦层、聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯混合水溶液进行静电纺丝制备负摩擦层、胶原聚集体冻干海绵为分隔层、导电铜网电极层，对其进行层层组装。
所得材料的特点是：以具有三维网状结构的天然皮胶原作为基体静电纺丝制备正摩擦层，其中胶原聚集体中氨基酸残基为其提供正极性。所述负摩擦层，采用聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯材料静电纺丝制成。其中通过控制纺丝条件，制备具有三维网络空间结构和内部珠链结构的全纤维薄膜，聚乙烯醇和偏二氟乙烯的复合材料提供了极强的负极性。冻干胶原海绵优异的弹性，在自发电压力敏感层被施加外力移除后使正负摩擦层快速分离。导电铜网具备良好导电性用以电流传导，并对电子皮肤透气性无影响。
本实施例所述的温度敏感层，要求材料对温度的敏感性，和材料本身的热交换速率。因此本例所述的温度敏感材料可由以下方法制备：向胶原蛋白溶液逐滴加入聚(3，4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐/酸化碳纳米管复合导电基质材料的分散液以及防水剂甲基硅酸钠，充分搅拌后室温干燥后，溶解于六氟异丙醇并进行静电纺丝。
所得材料的特点是：以天然皮胶原作为基体，以分散在基体中的温敏材料聚(3，4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐/碳纳米管复合导电基质改善该材料的导电性，使之具备温度敏感性。全纤维结构能提供足够的热交换通道，提高热交换效率从而降低响应和迟滞时间。
本实施例所述的湿度敏感层，要求材料对湿度的敏感性，和材料本身的水分吸-脱附特性。因此本例所述的湿度敏感材料可由以下方法制备：向胶原蛋白溶液逐滴加入酸化碳纳米管复合导电基质材料的分散液以及亲水剂丙三醇，充分搅拌后室温干燥后，溶解于六氟异丙醇并进行静电纺丝。
所得材料的特点是：以具备吸-脱附天然皮胶原作为基体，以分散在基体中的湿敏酸化碳纳米管导电基质改善该材料的导电性，使之具备湿度敏感性。全纤维结构和三维多孔结构和微观凸起机构能提供足够的水分交换通道，提高湿度敏感性并降低响应和迟滞时间。
所述电极层2，设置在所述温度敏感层与所述湿度敏感层间，同时分别连接所述温度敏感层和所述湿度敏感层，其外接电源为经过电源管理系统收集储存的自发电压力敏感层的在收到外力刺激时的输出电压。所述电极层2所选用的电极优选螺旋电极。
实施例一
(1)聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯负摩擦层的制备：将聚乙烯醇在80℃去离子水中溶解，搅拌3h，浓度为18wt％。再加入1wt％的聚偏二氟乙烯粉末，搅拌10h，制得浓度为19wt％聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯的均匀分散液。将铜网固定在距离针头10cm的收集器上，由聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯纳米纤维均匀覆盖。静电纺丝机在工作过程中保持在一定纺丝条件下，进料速率为1mL·h-1。最后，将样品置于30℃的烘箱中干燥6h，以除去残留溶剂。
(2)胶原聚集体正摩擦层的制备和自发电压力敏感层的组装：5wt％胶原聚集体溶解在六氟异丙醇中，在30℃下搅拌40min。静电纺丝在一定环境条件下以1mL·h-1的进料速率进行，施加电压为10kV，将铜网固定在距离针头10cm的收集器上，将样品置于30℃的烘箱中干燥6h，以除去残留溶剂。将20wt％胶原聚集体水溶液在冷冻干燥机中干燥12h，直到形成海绵，并切割成厚度为0.05mm的环。根据组装胶原聚集体、聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯和胶原聚集体海绵，得到自发电压力敏感层。
(3)温度敏感层的制备：0.1wt％的聚(3，4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐水分散液中加入0.1wt％多壁碳纳米管，超声分散混合1h，加入5wt％的胶原聚集体，在30℃下搅拌20h，最后在30℃下干燥，备用。将胶原聚集体改性物在30℃条件下搅拌60min溶于六氟异丙醇中，加入0.1wt％的甲基硅酸钠防水剂，继续搅拌2h，得到均匀混合的纺丝溶液。将组装好的自供电压力敏感层放置在收集器上，将制备好的胶原聚集体纺丝溶液放置在塑料注射器中，针头放置在离收集器10cm位置。电压维持在10kV，进料速率为1mL·h-1。将得到的样品在30℃下干燥6h，除去剩余溶剂，然后放置在平台上，用喷枪将石墨喷涂在上面，形成交叉电极，从而提供样品(a)。
(4)湿度敏感层的制备：将0.1wt％酸化碳纳米管超声分散在去离子水中0.5h，然后加入5wt％胶原聚集体在30℃下搅拌30h，在真空烘箱中干燥5h，得到均匀混合物。5wt％的胶原聚集体/酸化碳纳米管混合物在30℃条件下搅拌40min溶解在六氟异丙醇中，加入0.5wt％高速搅拌12h，然后放入纺丝机注射器中。样品(a)附着在收集器上，离针10cm，电压控制为8kV，保持一定的环境条件为温度30℃，湿度10％RH。得到的样品在30℃的烘箱中干燥6h，以去除残留溶剂。
(5)电子皮肤组装：将自发电压力敏感层的正负极连接到电源管理系统LTC3588-1的输入端口，以收集运动产生的能量。能量管理电路的输出端与电子皮肤的交叉电极通过管道连接，作为湿度和温度检测的能源。制备的电子皮肤紧密地附着在人体皮肤上，灵敏地获取压力、温度和湿度信息。
实施例二
(1)聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯负摩擦层的制备：将聚乙烯醇在90℃去离子水中溶解，搅拌5h，浓度为9wt％。再加入9wt％聚偏二氟乙烯，搅拌20h，制得18wt％的聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯的均匀分散液。将铜网固定在距离针头15cm的收集器上，由聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯纳米纤维均匀覆盖。静电纺丝机在工作过程中保持在一定纺丝条件下，进料速率为1.5mL·h-1。最后，将样品置于50℃的烘箱中干燥3h，以除去残留溶剂。
(2)胶原聚集体正摩擦层的制备和自发电压力敏感层的组装：10wt％胶原聚集体溶解在六氟异丙醇中，在40℃下搅拌30min。静电纺丝在一定环境条件下以2mL·h-1的进料速率进行，施加电压为15kV，将铜网固定在距离针头15cm的收集器上，将样品置于50℃的烘箱中干燥3h，以除去残留溶剂。将30wt％胶原聚集体水溶液在冷冻干燥机中干燥36h，直到形成海绵，并切割成厚度为0.1mm的环。根据组装胶原聚集体、聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯和胶原聚集体海绵，得到自发电压力敏感层。
(3)温度敏感层的制备：聚(3，4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(2wt％)水分散液中加入0.25wt％多壁碳纳米管，超声分散混合2h，加入10wt％的胶原聚集体，在40℃下搅拌10h，最后在50℃下干燥，备用。将胶原聚集体改性物在40℃条件下搅拌40min溶于六氟异丙醇中，加入2wt％的甲基硅酸钠防水剂，继续搅拌15h，得到均匀混合的纺丝溶液。将组装好的自供电压力敏感层放置在收集器上，将制备好的胶原聚集体纺丝溶液放置在塑料注射器中，针头放置在离收集器15cm位置。电压维持在15kV范围内，进料速率控制在2mL·h-1范围内。将得到的样品在50℃下干燥4h，除去剩余溶剂，然后放置在平台上，用喷枪将石墨喷涂在上面，形成交叉电极，从而提供样品(a)。
(4)湿度敏感层的制备：将1wt％的酸化碳纳米管超声分散在去离子水中1h，然后加入9wt％胶原聚集体在40℃下搅拌20h，在真空烘箱中干燥10h，得到均匀混合物。10wt％的胶原聚集体/酸化碳纳米管混合物在40℃条件下搅拌30min溶解在六氟异丙醇中，加入4wt％丙三醇高速搅拌35h，然后放入纺丝机注射器中。样品(a)附着在收集器上，离针15cm，电压控制在15kV范围内，保持一定的环境条件为：温度40℃，湿度50％RH)。得到的样品在50℃的烘箱中干燥3h，以去除残留溶剂。
(5)电子皮肤组装：将自发电压力敏感层的正负极连接到电源管理系统LTC3588-1的输入端口，以收集运动产生的能量。能量管理电路的输出端与电子皮肤的交叉电极通过管道连接，作为湿度和温度检测的能源。制备的电子皮肤紧密地附着在人体皮肤上，灵敏地获取压力、温度和湿度信息。
实施例三
(1)聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯负摩擦层的制备：将聚乙烯醇在100℃去离子水中溶解，搅拌1h，浓度为1wt％。再加入17wt％聚偏二氟乙烯粉末，搅拌10～30h，制得18wt％聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯的均匀分散液。将铜网固定在距离针头20cm的收集器上，由聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯纳米纤维均匀覆盖。静电纺丝机在工作过程中保持在一定纺丝条件下，进料速率为2mL·h-1。最后，将样品置于70℃的烘箱中干燥1h，以除去残留溶剂。
(2)胶原聚集体正摩擦层的制备和自发电压力敏感层的组装：18wt％的胶原聚集体溶解在六氟异丙醇中，在50℃下搅拌10min。静电纺丝在一定环境条件下以3mL·h-1的进料速率进行，施加电压为30kV，将铜网固定在距离针头30cm的收集器上，将样品置于70℃的烘箱中干燥1h，以除去残留溶剂。将胶原40wt％聚集体水溶液在冷冻干燥机中干燥48h，直到形成海绵，并切割成厚度为0.2mm的环。根据组装胶原聚集体、聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯和胶原聚集体海绵，得到自发电压力敏感层。
(3)温度敏感层的制备：5wt％聚(3，4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐水分散液中加入0.5wt％多壁碳纳米管，超声分散混合3h，加入18wt％胶原聚集体，在50℃下搅拌2h，最后在70℃下干燥，备用。将胶原聚集体改性物在50℃条件下搅拌10min溶于六氟异丙醇中，加入5wt％的甲基硅酸钠防水剂，继续搅拌30h，得到均匀混合的纺丝溶液。将组装好的自供电压力敏感层放置在收集器上，将制备好的胶原聚集体纺丝溶液放置在塑料注射器中，针头放置在离收集器30cm位置。电压维持在30kV，进料速率控制为3mL·h-1。将得到的样品在70℃下干燥1h，除去剩余溶剂，然后放置在平台上，用喷枪将石墨喷涂在上面，形成交叉电极，从而提供样品(a)。
(4)湿度敏感层的制备：将2wt％酸化碳纳米管超声分散在去离子水中2h，然后加入18wt％胶原聚集体在60℃下搅拌0.5h，在真空烘箱中干燥15h，得到均匀混合物。胶原聚集体/酸化碳纳米管混合物在50℃条件下搅拌10min溶解在六氟异丙醇中制备20wt％溶解液，加入10wt％丙三醇高速搅拌48h，然后放入纺丝机注射器中。样品(a)附着在收集器上，离针20cm，电压控制在25kV范围内，保持一定的环境条件为：温度50℃，湿度60％RH)。得到的样品在70℃的烘箱中干燥1h，以去除残留溶剂。
(5)电子皮肤组装：将自发电压力敏感层的正负极连接到电源管理系统LTC3588-1的输入端口，以收集运动产生的能量。能量管理电路的输出端与电子皮肤的交叉电极通过管道连接，作为湿度和温度检测的能源。制备的电子皮肤紧密地附着在人体皮肤上，灵敏地获取压力、温度和湿度信息。
Claims (10)
1.一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤，其特征在于，包括压力敏感层、温度敏感层、湿度敏感层、电极层、自发电压力敏感层中的正摩擦层、胶原聚集体海绵及自发电压力敏感层中的负摩擦层：
基于纳米摩擦发电机的压力敏感层，综合收集人体机械能和人体压力的检测功能；当所述压力敏感层受到压力刺激时，自发电压力敏感层中的正负摩擦层由于接触-分离效应产生电势差，对外表现为交流电信号；
温度敏感层由静电纺丝的胶原聚集体纳米纤维作为基材，并经功能改性使该胶原聚集体纳米纤维兼具导电性、温敏性和高热交换效率；当温度发生变化时，所述温度敏感层的电学性能或电位发生变化，产生电信号；
湿度敏感层由静电纺丝的胶原聚集体纳米纤维作为基材，并经功能改性使该胶原聚集体纳米纤维兼具导电性、吸湿性和高湿度敏感性；当湿度发生变化时，所述湿度敏感层吸湿导致湿度敏感层的电学性能或电位发生变化，产生电信号；
电极层设置在所述温度敏感层与所述湿度敏感层间，分别连接所述温度敏感层和所述湿度敏感层，另接电源为储存经过电源管理系统LTC3588-1处理后压力敏感层所产生电流的超级电容器。
2.根据权利要求1所述的一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤，其特征在于，所述的压力敏感层由静电纺丝制备的三维网络空间结构和微观珠链结构协同作用聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯纳米纤维负摩擦层、胶原聚集体纳米纤维正摩擦层和胶原聚集体弹性海绵组装得到。
3.根据权利要求2所述的一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤，其特征在于，所述胶原聚集体纳米纤维正摩擦层和胶原聚集体弹性海绵中的胶原聚集体可制备于猪皮、牛皮、羊皮、鱼皮中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤，其特征在于，所述的压力敏感层在检测压力的同时具备收集所施加外力的机械能，并利用电源管理系统LTC3588-1转换为电能并储存。
5.根据权利要求1所述的一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤，其特征在于，所述的温度敏感层是胶原聚集体经过聚聚（3，4-乙烯二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐和多壁碳纳米管复合导电材料掺杂功能改性后，经过静电纺丝制成高温度交换效率的多孔纳米纤维薄膜。
6.根据权利要求1所述的一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤，其特征在于，所述的湿度敏感层是以胶原聚集体为基体，通过在基体中分散酸化碳纳米管导电基质以得到导电性，并由丙三醇改性增强其吸湿性得到的。
7.根据权利要求6所述的一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤，其特征在于，所述的湿度敏感层制备方式为材料经过静电纺丝制备具有高水分吸-脱附性的三维多孔结构和微观凸起结构纳米纤维薄膜。
8.根据权利要求1所述的一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤，其特征在于，所述的生物基全纤维自供电多功能电子皮肤的制备方法，包括以下步骤：
制备均匀混合的聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯溶液，通过静电纺丝制备三维网络空间结构和微观珠链的高比表面积和空气通过率的负摩擦层；
胶原聚集体溶液，通过静电纺丝制备高比表面积和空气通过率的正摩擦层；
胶原聚集体溶液，通过冷冻干燥制备胶原聚集体弹性海绵，组装压力敏感层；
向胶原聚集体溶液加入聚（3，4-乙烯二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐和多壁碳纳米管，混合均匀后静电纺丝，得到温度敏感层；
在温度敏感层表面喷射导电石墨得到螺旋电极；
向胶原聚集体溶液加入酸化碳纳米管导电基质材料以及丙三醇，混合均匀后静电纺丝，得到结构湿度敏感层。
9.根据权利要求8所述的一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤的制备方法，其特征在于，聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯纳米纤维负摩擦层中聚乙烯醇与聚偏二氟乙烯的质量比为(0～20) : (0～20)；温度敏感层中，聚（3，4-乙烯二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐、多壁碳纳米管和胶原聚集体的质量比为(0～1) : (0～1) : (1～15) ；湿度敏感层中，酸化碳纳米管和胶原聚集体的质量比为(0～1) : (1～15)。
10.根据权利要求8所述的一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯负摩擦层的制备：将聚乙烯醇在80～100 °C去离子水中溶解，搅拌1～3 h，浓度为0～18 wt%；再加入0～20 wt%聚偏二氟乙烯粉末，搅拌10～30 h，制得0～18 wt%聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯的均匀分散液；将铜网固定在距离针头10～20 cm的收集器上，由聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯纳米纤维均匀覆盖；静电纺丝机在工作过程中保持在一定纺丝条件下，进料速率为0.1～5 mL∙h–1；最后，将样品置于30～70°C的烘箱中干燥1～6h，以除去残留溶剂；
（2）胶原聚集体正摩擦层的制备和自发电压力敏感层的组装：5～20 wt%的胶原聚集体溶解在六氟异丙醇中，在30～50°C下搅拌10～40 min；静电纺丝在一定环境条件下以0.1～5 mL∙ h–1的进料速率进行，施加电压为5～40 kV，将铜网固定在距离针头5～40 cm的收集器上，将样品置于30～90°C的烘箱中干燥1～20 h，以除去残留溶剂；将20～40 wt%的胶原聚集体水溶液在冷冻干燥机中干燥2～48 h，直到形成海绵，并切割成厚度为0.05～0.2 mm的环；根据组装胶原聚集体、聚乙烯醇/聚偏二氟乙烯和胶原聚集体海绵，得到自发电压力敏感层；
（3）温度敏感层的制备：在0.1～5 wt%的聚（3，4-乙烯二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐水分散液中加入0.1～5 wt%的多壁碳纳米管，超声分散混合0.1～5 h，加入5～20 wt%胶原聚集体，在30～80 °C下搅拌2～20 h，最后在30～80 °C下干燥，备用；将胶原聚集体改性物在30～80 °C条件下搅拌1～10 h溶于六氟异丙醇中，加入0～5 wt%的甲基硅酸钠防水剂，继续搅拌2～30 h，得到均匀混合的纺丝溶液；将组装好的自供电压力敏感层放置在收集器上，将制备好的胶原聚集体纺丝溶液放置在塑料注射器中，针头放置在离收集器5～40 cm位置；电压维持在5～40 kV范围内，进料速率控制在0.1～5 mL∙h–1范围内；将得到的样品在30～80 °C下干燥1～10 h，除去剩余溶剂，然后放置在平台上，用喷枪将石墨喷涂在上面，形成交叉电极，从而提供样品(a)；
（4）湿度敏感层的制备：将0.1～5 wt%的酸化碳纳米管超声0.1～5 h分散在去离子水中，加入5～20 wt%胶原聚集体在30～80 °C下搅拌0.5～30 h，在真空烘箱中干燥1～15 h，得到均匀混合物；5～20 wt%的胶原聚集体/酸化碳纳米管混合物在30～50 °C条件下搅拌1～10 h溶解在六氟异丙醇中，加入0～10 wt%丙三醇高速搅拌1～48 h，然后放入纺丝机注射器中；样品(a)附着在收集器上，离针5～40 cm，电压控制在5～40 kV范围内，保持一定的环境条件：温度30～70°C，湿度10～80 % RH)；得到的样品在30～70 °C的烘箱中干燥1～10h，以去除残留溶剂；
（5）电子皮肤组装：将自发电压力敏感层的正负极连接到电源管理系统LTC3588-1的输入端口，以收集运动产生的能量；能量管理电路的输出端与电子皮肤的交叉电极通过管道连接，作为湿度和温度检测的能源；制备的电子皮肤紧密地附着在人体皮肤上，灵敏地获取压力、温度和湿度信息。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111097871.6A CN114190923B (zh) | 2021-09-18 | 2021-09-18 | 一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤及其制备方法 |
| GB2209875.0A GB2610906A (en) | 2021-09-18 | 2022-07-05 | Bio-based full-fibre self-powered multifunctional electronic skin and preparation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111097871.6A CN114190923B (zh) | 2021-09-18 | 2021-09-18 | 一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114190923A CN114190923A (zh) | 2022-03-18 |
| CN114190923B true CN114190923B (zh) | 2023-12-26 |
Family
ID=80646074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111097871.6A Active CN114190923B (zh) | 2021-09-18 | 2021-09-18 | 一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤及其制备方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114190923B (zh) |
| GB (1) | GB2610906A (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115855323A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-03-28 | 济南大学 | 一种高性能防水透气全柔性压电触觉传感器 |
| CN116159224A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-05-26 | 成都中医药大学 | 一种结合自供电柔性传感进行激光照射的助眠敷贴 |
| CN117490770A (zh) * | 2023-11-13 | 2024-02-02 | 江西师范大学 | 一种基于pva光纤的温湿度传感器系统 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017088573A1 (zh) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | 苏州明动新材料科技有限公司 | 一种柔性可穿戴干电极及其制备方法 |
| CN107374780A (zh) * | 2017-08-29 | 2017-11-24 | 北京中硕众联智能电子科技有限公司 | 一种人工智能皮肤及其检测温湿度和压力的方法 |
| TW201741512A (zh) * | 2016-05-20 | 2017-12-01 | 國立臺北科技大學 | 織物型彈性導電纖維膜及包含該纖維膜之織物型壓力感測器及智能開關 |
| CN107502958A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-12-22 | 东华大学 | 基于摩擦纳米发电机的透气型柔性压力传感器及其制备 |
| CN107582215A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-01-16 | 北京中硕众联智能电子科技有限公司 | 具有温湿度和压力检测功能的人工智能皮肤及其检测方法 |
| WO2018045980A1 (zh) * | 2016-09-08 | 2018-03-15 | 北京纳米能源与系统研究所 | 可变形柔性纳米发电机、其制备方法、传感器及机器人 |
| CN109586608A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-04-05 | 北京化工大学 | 一种柔性可拉伸单电极摩擦纳米发电机及其制备方法 |
| CN110514326A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-29 | 东华大学 | 一种压电-摩擦电混合型自驱动电子皮肤及其制备方法 |
| CN111121870A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-08 | 陕西科技大学 | 一种基于皮胶原聚集体的仿生多功能柔性传感器及其制备方法 |
| CN111407281A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-07-14 | 电子科技大学 | 一种基于杠杆原理的呼吸自驱动微气流传感器及其制备方法 |
| AU2020103760A4 (en) * | 2020-11-29 | 2021-02-11 | Qingdao University | A flexible electronic skin with single electrode and its preparation method |
| CN113035970A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-25 | 郑州大学 | 正负光电导特性可调的纳米金刚石基探测器及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016168789A1 (en) * | 2015-04-17 | 2016-10-20 | The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona | Systems, devices, and methods for contact measurement and modulation of material properties |
-
2021
- 2021-09-18 CN CN202111097871.6A patent/CN114190923B/zh active Active
-
2022
- 2022-07-05 GB GB2209875.0A patent/GB2610906A/en active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017088573A1 (zh) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | 苏州明动新材料科技有限公司 | 一种柔性可穿戴干电极及其制备方法 |
| TW201741512A (zh) * | 2016-05-20 | 2017-12-01 | 國立臺北科技大學 | 織物型彈性導電纖維膜及包含該纖維膜之織物型壓力感測器及智能開關 |
| WO2018045980A1 (zh) * | 2016-09-08 | 2018-03-15 | 北京纳米能源与系统研究所 | 可变形柔性纳米发电机、其制备方法、传感器及机器人 |
| CN107502958A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-12-22 | 东华大学 | 基于摩擦纳米发电机的透气型柔性压力传感器及其制备 |
| CN107374780A (zh) * | 2017-08-29 | 2017-11-24 | 北京中硕众联智能电子科技有限公司 | 一种人工智能皮肤及其检测温湿度和压力的方法 |
| CN107582215A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-01-16 | 北京中硕众联智能电子科技有限公司 | 具有温湿度和压力检测功能的人工智能皮肤及其检测方法 |
| CN109586608A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-04-05 | 北京化工大学 | 一种柔性可拉伸单电极摩擦纳米发电机及其制备方法 |
| CN110514326A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-29 | 东华大学 | 一种压电-摩擦电混合型自驱动电子皮肤及其制备方法 |
| CN111121870A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-08 | 陕西科技大学 | 一种基于皮胶原聚集体的仿生多功能柔性传感器及其制备方法 |
| CN111407281A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-07-14 | 电子科技大学 | 一种基于杠杆原理的呼吸自驱动微气流传感器及其制备方法 |
| AU2020103760A4 (en) * | 2020-11-29 | 2021-02-11 | Qingdao University | A flexible electronic skin with single electrode and its preparation method |
| CN113035970A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-25 | 郑州大学 | 正负光电导特性可调的纳米金刚石基探测器及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Review articleOpen access Advanced collagen nanofibers-based functional bio-composites for high-value utilization of leather: A review;Youyou Wang,Xuechuan Wang;Journal of Science;153-166 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114190923A (zh) | 2022-03-18 |
| GB2610906A (en) | 2023-03-22 |
| GB202209875D0 (en) | 2022-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114190923B (zh) | 一种生物基全纤维自供电多功能电子皮肤及其制备方法 | |
| Gogurla et al. | Self-powered artificial skin made of engineered silk protein hydrogel | |
| Niu et al. | Biodegradable silk fibroin-based bio-piezoelectric/triboelectric nanogenerators as self-powered electronic devices | |
| Yue et al. | Spider‐web and ant‐tentacle doubly bio‐inspired multifunctional self‐powered electronic skin with hierarchical nanostructure | |
| Gong et al. | Polymer nanocomposite meshes for flexible electronic devices | |
| Li et al. | The rising of fiber constructed piezo/triboelectric nanogenerators: from material selections, fabrication techniques to emerging applications | |
| Gao et al. | Recent progress and challenges in solution blow spinning | |
| Sun et al. | Waterproof, breathable and washable triboelectric nanogenerator based on electrospun nanofiber films for wearable electronics | |
| Wang et al. | Biodegradable, conductive, moisture-proof, and dielectric enhanced cellulose-based triboelectric nanogenerator for self-powered human-machine interface sensing | |
| Xu et al. | Filling the holes in piezopolymers with a solid electrolyte: a new paradigm of poling-free dynamic electrets for energy harvesting | |
| Nguyen et al. | Review on the transformation of biomechanical energy to green energy using triboelectric and piezoelectric based smart materials | |
| Yin et al. | Hybrid-structured electrospun nanofiber membranes as triboelectric nanogenerators for self-powered wearable electronics | |
| Bai et al. | Electrospun cellulose acetate nanofibrous composites for multi-responsive shape memory actuators and self-powered pressure sensors | |
| US20180045184A1 (en) | Ionic Capacitive Laminate and Method of Production | |
| Ali et al. | Energy harvesting performance of silver electroplated fabrics | |
| Zhang et al. | Weaving a magnificent world: 1D fibrous electrodes and devices for stretchable and wearable electronics | |
| Xu et al. | Constructing high-efficiency stretchable-breathable triboelectric fabric for biomechanical energy harvesting and intelligent sensing | |
| CN111189565A (zh) | 一种基于再生丝素蛋白的无源透明压力传感器的制备方法 | |
| Fan et al. | Manufacturing technics for fabric/fiber-based triboelectric nanogenerators: from yarns to micro-nanofibers | |
| Fan et al. | From emerging modalities to advanced applications of hydrogel piezoelectrics based on chitosan, gelatin and related biological macromolecules: A review | |
| Yar | Enhanced output performance of tetraethyl orthosilicate and graphene nanoplates-decorated nanofiber-based triboelectric nanogenerators | |
| Zhuang et al. | Biodegradable polymers: A promising solution for green energy devices | |
| Yin et al. | All-electrospun triboelectric nanogenerator incorporating carbon-black-loaded nanofiber membranes for self-powered wearable sensors | |
| Tang et al. | Nafion/polyimide based programmable moisture-driven actuators for functional structures and robots | |
| Mokhtari | Self-Powered Smart Fabrics for Wearable Technologies |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |