申长雨和刘春太课题组：高性能聚酰亚胺基可穿戴压力传感器

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郑州大学申长雨院士和刘春太教授团队近日在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊上发表了题为“Highly Compressible and Robust Polyimide/Carbon Nanotube Composite Aerogel for High-Performance Wearable Pressure Sensor”的研究论文。论文的第一作者为郑州大学橡塑模具国家工程研究中心2018级硕士研究生陈晓玉，郑州大学刘虎副教授为本文的通讯作者。

复合气凝胶

       聚酰亚胺（PI）是一种综合性能十分优良的工程塑料，具有耐高温、耐低温、耐磨损，耐腐蚀，耐辐射，机械性能优异等特点，是一种制备高性能可穿戴压力传感器的优良基体。因此申长雨院士和刘春太教授团队选用水溶性PI前驱体（PAA），采用溶液共混-冷冻干燥-热酰胺化工艺制备出了一种质轻、高弹性、高孔隙率、耐高温的PI/CNT导电复合气凝胶。该气凝胶作为压力传感器具有宽的传感范围（80%应变，61 kPa）、超高的灵敏度（11.28 kPa-1）、超低的探测限（0.1%应变，< 10 Pa）、快速响应时间（50 ms）和恢复时间（70 ms）和优异的循环稳定性（1000个循环）。同时对于不同类型的变形（压缩、变形和弯曲）均表现出稳定的响应性能。最后，基于PI优异的耐高温特性，传感器在经过系列不同的高温退火处理后仍能表现出稳定的传感响应性能。
       PI/CNT气凝胶优异的可压缩性和稳定的电性能赋予稳定的传感性能，能够有效检测各种人体生理和运动信号(包括气流、脉搏和人体运动)，并能够用于制备柔性电子皮肤，精确检测不同位置的应力分布。该研究对制备高性能压力传感器具有重要的指导意义。
该项研究得到了国家自然科学基金项目 (51803191, 11572290, 11432003)；中国博士后科学基金（2018M642782）；河南省博士后研究基金（001801007）；“111”引智计划（D18023）；国家重点研发计划（2016YFB0101602）的资助。


       文章连接：
       https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b14688



       申长雨教授，1963年6月生于河南南阳。1990年获大连理工大学博士学位，国家杰出青年基金获得者，973项目首席科学家，塑料成型及模具优化设计专家，长期从事塑料成型加工、塑料模具优化设计与制造等领域的理论、技术和数值模拟方法的研究工作。2009年当选中国科学院院士。2003-2012年间曾任郑州大学校长，兼任郑州大学橡塑模具国家工程研究中心主任、材料成型及模具技术教育部重点实验室主任。兼任中国科协委员，中国力学学会常务理事、中国机械工程学会常务理事，《中国塑料》主编，《固体力学》、《应用数学与力学》、《化工学报》、《工程塑料应用》、《模具工业》、《塑料》等杂志编委。发起和组织了Society of Advanced Molding Technology（先进成型技术协会）。曾获国家科技进步二等奖两次、省部级科技一等奖4项，以及“中国载人航天工程突出贡献”等多项奖励，先后被授予“享受国务院政府特殊津贴的专家”、“国家级突出贡献的中青年专家”，首批入选国家“百千万人才工程”，并获得“中国青年科技奖”、霍英东青年教师奖、“全国优秀科技工作者”等荣誉称号。已发表论文二百余篇，出版学术专著4部。至今共指导近二十名博士生，近六十名硕士生。
        刘春太，男，1966生，中国致公党党员，博士，郑州大学教授，博士生导师。河南省学术与技术带头人，河南省杰出青年基金获得者。目前担任郑州大学橡塑模具国家工程研究中心常务副主任，材料成型及模具技术教育部重点实验室常务副主任、兼任中国塑料加工工业协会专家委员会委员、全国模具标准化技术委员会委员、全国塑料制品标准化技术委员会委员、《应用力学学报》、《模具工业》、《力学与实践》等杂志编委。长期从事塑料成型加工、塑料模具优化设计与制造等领域的理论、技术和数值模拟方法的研究工作。共发表学术论文100余篇，SCI论文70余篇，曾获国家科技进步二等奖两项、以及“中国载人航天工程突出贡献”等多项奖励。目前主要研究领域和方向为：聚合物成型过程数值模拟、聚合物成型过程的跨尺度建模和计算、聚合物成型工艺和模具设计优化、国家战略用聚合物制品的研制等。