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  伴隨大健康產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，以智能手環(huán)、可穿戴健康管理設(shè)備為代表的智能醫(yī)療類消費電子產(chǎn)品應(yīng)運而生。從滿足穿戴舒適度的角度出發(fā)，柔性壓力傳感器具有人體貼合性好、柔韌性高和可變形的特性，能夠適應(yīng)人體運動過程中對器件高變形能力和長使用壽命的需求。MXene材料擁有超高的電導(dǎo)率和靈活可調(diào)的層間距，是適合開發(fā)新一代柔性壓力傳感器的理想響應(yīng)材料之一。然而，MXene材料在水-氧雙重作用下易發(fā)生氧化，使得傳感器和皮膚/汗液長期接觸過程中，器件靈敏度和可靠性不斷降低。

  針對上述問題，西安工程大學(xué)楊杰/王琛教授研究團隊采用納米纖維素插層聯(lián)合表面疏水改性策略，將細(xì)菌纖維素（Bacterial Cellulose，BC）引入到Ti₃C₂T_x MXene層間，并賦予BC/Ti₃C₂T_x (HBT)復(fù)合膜優(yōu)異的耐水功能（圖1）。細(xì)菌纖維的插入促使MXene片層被有效分離，膜層內(nèi)部導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化，賦予HBT壓力傳感器高的響應(yīng)靈敏度。同時，HBT薄膜表面優(yōu)異的疏水性能可防止水分子的侵入，賦予傳感器良好的耐水防潮能力，有效解決了MXene可穿戴傳感器面臨的響應(yīng)性能降低問題。所研制的傳感器可用于不同狀態(tài)下人體全范圍運動信號的實時、有效監(jiān)測。該研究以“Water-Tolerant MXene Epidermal Sensors with High Sensitivity and Reliability for Healthcare Monitoring”為題發(fā)表在國際知名期刊ACS Applied Materials & Interfaces上，西安工程大學(xué)校聘副教授楊杰博士為本文通訊兼第一作者，王琛教授為共同第一作者。

圖1 HTB復(fù)合傳感薄膜的制備過程示意圖 

圖5 HTB柔性壓力傳感器響應(yīng)性能。（a）HBT壓力傳感器靈敏度曲線；（b）傳感器在微小壓力小的實時電流變化，（c）傳感器檢測限、（d）響應(yīng)、恢復(fù)時間以及（e）循環(huán)穩(wěn)定性.

  論文信息：

  Jie Yang,* Chen Wang, Liyuan Liu, Hongli Zhang, Jianhua Ma. Water-Tolerant MXene Epidermal Sensors with High Sensitivity and Reliability for Healthcare Monitoring. ACS Applied Materials & Interfaces 2022. 

  https://doi.org/10.1021/acsami.2c03731