宾夕法尼亚州立大学研发新型电纺纤维 推动可穿戴传感器发展
2025-07-31 13:42
来源:宾夕法尼亚州立大学
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宾夕法尼亚州立大学研究团队近日开发出一种新型静电纺丝技术,可显著提升聚合物纤维的电子性能。这项突破为开发更高效的可穿戴健康监测设备开辟了新途径,相关成果发表于《应用物理学杂志》。P(VDF-TrFE) (70/30) 电纺纤维的 SEM 图像及纤维尺寸分布,其溶液浓度为 22 至 36 w/v%。(a) 22,(b) 24,(c) 27,(d) 30,(e) 33,以及 (f) 36 w/v%

该研究采用聚偏氟乙烯-三氟乙烯(PVDF-TrFE)作为基础材料,通过优化静电纺丝工艺参数,成功改善了纤维内部分子排列。"PVDF-TrFE兼具优异的压电和热电特性,"研究共同作者关春瑞表示,"这种轻质柔性材料非常适合可穿戴电子应用。"

研究团队发现,采用低分子量聚合物溶液并提高浓度至30%,可在纺丝过程中形成更有序的分子结构。化学工程教授Patrick Mather指出:"这种简单有效的工艺无需复杂后处理,大大降低了生产成本。"

新型材料展现出多重应用潜力。张启明教授表示:"这种布状质地可直接整合到服装或绷带中,实现舒适的健康监测。"此外,该材料还可用于制作抗菌口罩或能量收集装置。

研究人员计划通过后续致密化处理进一步提升材料性能。Mather教授强调:"这项技术已具备产业化条件,我们正寻求合作伙伴推动商业化应用。"

更多信息: Wenyi Zhu 等,《低分子量电纺 P(VDF-TrFE) 纳米纤维的高结晶度和极性相含量》,《应用物理杂志》 (2025)。期刊信息: 《应用物理学杂志》

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