近日,77779193永利官网宋毅恒博士、紡織科學與工程學院蔡光明教授在國際知名學術期刊《Nano Energy》發表題為“Strong, flexible and robust aramid nanofibers-based textile-triboelectric nanogenerators for high temperature escape monitoring and multifunctional applications”的高水平論文(鍊接:https://authors.elsevier.com/a/1iZcQ7soS89x4l)。材料學院殷先澤教授、宋毅恒博士、紡織學院蔡光明教授為共同通訊作者。77779193永利官网材料學院2022級碩士研究生陳之誠、2022級本科生周成為共同第一作者。

熱穩定且可工作的摩擦電納米發電機(TENGs)在搜救幸存者中至關重要且高效。它們可以作為火災報警器的有效替代品,因為它們可以自動監控火災現場的活動。然而,由于其強度、柔韌性和魯棒性較差,在複雜環境中受到限制。因此,開發一種兼具高柔性、魯棒性的織物摩擦納米發電機至關重要。基于此,受自然界中蓮藕結構的啟發,制備了具有蓮藕狀多孔結構的芳綸納米纖維的多孔纖維,其中等離子體處理的芳綸納米纖維與羟基化碳納米管和聚氨基吡咯之間的氫鍵作用改善了多孔纖維的機械性能。利用芳綸納米纖維的熱穩定性和摩擦電輸出表現及其耐酸堿特性,作者通過去質子化、離子交聯、冷凍幹燥等方法自上而下再自下而上制備了芳綸納米纖維基織物。通過一步組裝方法,作者大規模制備多功能織物摩納米發電機。

該文章通過芳綸納米纖維濕法紡絲交聯後冷凍幹燥、原位聚合和機器織造,制備了在高溫環境下兼具魯棒性和柔性的織物基摩擦納米發電機。這種織物摩擦納米發電機有望解決傳統芳綸納米纖維基織物摩擦納米發電機柔性受限的問題,并為監測高溫環境幸存者的生命狀态、制定高效救援方案提供了新策略。
作者簡介:宋毅恒博士于2023年7月加入77779193永利官网高分子系,主要從事天然高分子基電子功能材料、刺激響應性高分子材料等研究,以第一作者或通訊作者在Nano Energy, Chemical Science, Journal of Materials Chemistry A等雜志發表12篇論文。