刘虎、刘春太等：橡塑模具国家工程研究中心在柔性传感器领域取得新进展

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日前，郑州大学橡塑模具国家工程研究中心在导电高分子纳米复合材料基可穿戴柔性传感器领域取得新进展。相关成果以题为“Lightweight, Superelastic and Hydrophobic Polyimide Nanofiber /MXene Composite Aerogel for Wearable Piezoresistive Sensor and Oil/Water Separation Applications”的论文，发表在材料领域顶级期刊《Advanced Functional Materials》。论文第一作者为橡塑模具国家工程研究中心刘虎副教授，第一学生作者为2018级硕士研究生陈晓玉，通讯作者刘虎副教授、刘春太教授和中国科学院北京纳米能源与系统研究所潘曹峰研究员。

       随着智能电子设备的快速发展，可穿戴柔性压力传感器在电子皮肤、人机交互、运动检测和人体健康监测等领域的应用备受关注。目前多数研究大都集中于提高传感器的响应性能，而往往忽略了对传感器在不同实际工作环境（如正常或极端的机械变形、温度变化等）下性能的研究。本研究选用耐高温的聚酰亚胺纳米纤维（PINF）作为骨架，水溶性PAA作为粘结剂和碳化钛MXene纳米片作为导电填料，通过环境友好的冷冻干燥和热酰亚胺化工艺构筑了超轻、超弹、疏水并具有特殊的“层-架”结构的PINF/MXene导电复合气凝胶。该材料表现出超低的压力探测限、宽响应范围以及优异的机械耐疲劳性，尤其在液氮、高温等极端恶劣环境下也具有稳定的传感能力。该研究为制备高性能可穿戴柔性传感材料提供了一种新思路。基于优异的疏水性和特殊的泡孔结构，所制备的导电复合气凝胶在油水分离领域也展现出广阔的应用前景。
       该研究得到了国家重点研发计划、“111”引智计划、国家自然科学基金和中国博士后科学基金的支持。
       全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202008006


       文章来源：郑州大学
       刘虎，博士，郑州大学副教授（破格），硕士生导师。2017年获郑州大学材料加工工程博士学位，2015.10-2016.10美国田纳西大学Zhanhu Guo教授课题组联合培养博士。河南省优秀博士论文获得者，郑州大学青年拔尖人才，郑州大学青年骨干教师。目前主持国家自然科学基金青年项目，中国博士后基金，河南省科技攻关等项目五项，担任国际期刊ES Energy & Environment编委。主要从事柔性应变传感器、电磁波吸收、隔热气凝胶等高分子基功能纳米复合材料方面的研究。迄今已发表研究论文二十余篇，其中7篇入选ESI高被引论文，4篇入选ESI热点文章，1篇被选为期刊封面文章。
        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。
       潘曹峰，男，中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员，博士生导师,国家自然基金“优秀青年科学基金”获得者。2005、2010年分别在清华大学材料科学与工程系获学士、博士学位，曾获得清华大学优秀博士学位论文奖，北京市优秀博士学位论文奖以及全国优秀博士学位论文奖。其后于美国佐治亚理工学院材料科学与工程学院进行博士后研究。主要从事低维压电半导体力光电耦合效应及相关微纳光电功能器件研究。以构建高性能微纳光电功能器件为目标，以低维压电半导体为载体，从材料的设计和可控制备出发，探索力光电耦合效应对压电半导体光电器件性能的调制机制，研究了从单根纳米线原型器件到由大规模纳米线阵列构成的集成器件，在新型大规模柔性阵列式压电光电子学器件的设计和集成、超高分辨率应力传感及成像、高性能传感器、生物交互和控制等领域中取得了重要进展。在Nat. Photon.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Angew. Chem. Int. Edit.、Nano Lett.、ACS Nano等期刊上发表SCI论文100多篇，引用2300多次。