北京林业大学马明国教授团队Nano Energy：用于温度监测和自供电人体运动检测的液态金属/MXene水凝胶
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Polymer-science
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相关成果以“ A stretchable, environmentally tolerant, and photoactive liquid metal/MXene hydrogel for high performance temperature monitoring, human motion detection and self-powered application ”为题发表在国际期刊 Nano Energy 。论文的第一作者为北京林业大学材料科学与技术学院博士研究生 张伟 ，通讯作者为北京林业大学 马明国教授 ，河北师范大学 赵晋津教授 参与了该工作的研究。该研究工作得到了硅基材料安徽省实验室开放基金的资助。
研究结论
（1）利用纤维素纳米纤维有效地分散液态金属，促进液态金属颗粒与周围聚合物链之间的相互作用，实现液态金属与水凝胶基质的良好相容性；利用纤维素纳米纤维稳定的液态金属液滴引发丙烯酰胺聚合，构建了液态金属/MXene水凝胶。
（2）水凝胶具有良好的拉伸性（1000%）和环境适应性（零下25度到80度），可用于多功能传感。
（3）构建了高性能单电极摩擦纳米发电机，以获得小的机械能和自供电传感。
（4）实现了具有优异热敏性能的柔性温度和应变传感器（TCR=2.98% ◦C -1 ）。（5）得益于MXene和液态金属优异的光热和抗菌性能，水凝胶具有显著的光热协同抗菌能力。
图1 .水凝胶的制备过程和多功能示意图
图2. 水凝胶良好的温度敏感性
图3 . 水凝胶作为电极构建的单电机摩擦纳米发电机的输出性能
图4 . 水凝胶的光热性能和光热抗菌应用
论文信息：
Wei Zhang, Pei-Lin Wang, Ling-Zhi Huang, Wen-Yan Guo, Jinjin Zhao, Ming-Guo Ma.* A stretchable, environmentally tolerant, and photoactive liquid metal/MXene hydrogel for high performance temperature monitoring, human motion detection and self-powered application. Nano Energy, 2023, 117, 108875.
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108875