[Nano Energy] ！！又是聚多巴胺：自供电可穿戴生物监测

通讯作者：Yuanjie Su；陈俊教授

通讯单位：电子科技大学光电科学与工程学院；美国加州大学洛杉矶分校生物工程系

用陶瓷纳米填料掺杂聚合物是开发高性能纳米复合材料的一种广泛采用的方法。然而，改善纳米填料与聚合物基体之间的相互作用以提高其综合性能仍然具有一定的挑战性。
基于此，美国加州大学洛杉矶分校生物工程系陈俊教授和电子科技大学光电科学与工程学院Yuanjie Su合作通过全面的相场模拟和详细的实验表征，系统地研究了纤维状钛酸钡掺杂的聚偏氟乙烯（BTO/PVDF）压电纳米复合材料。实验和理论结果均表明，在BTO纳米颗粒上引入2.15vol%的聚多巴胺（PDA）涂层可以显着促进纳米填料-聚合物界面处的局部全反式构象和模量匹配，从而产生最大压电电荷系数和压电电压系数以及机械刚度。相关工作已“Piezoelectric Fiber Composites with PolydopamineInterfacial Layer for Self-powered Wearable Biomonitoring”为题发表在Nano Energy上。

图1. 压电复合材料的结构示意图

研究人员进一步基于复合纤维构建了PDA改性的非织造压电（PMNP）纺织品用于可穿戴生物监测，包括肢体运动检测、面部表情识别、呼吸监测，以及人机交互。结果显示：该压电复合材料在生物监测方面表现出出色的灵敏度和长期稳定性。这项工作有助于深入了解聚合物复合材料中界面耦合效应的基本机制，以开发高性能可穿戴纺织生物电子学。

参考文献：

Yuanjie Su, WeixiongLi, Liu Yuan, Chunxu Chen, Hong Pan, Guangzhong Xie, GiorgioConta, Susanna Ferrier, Xun Zhao, Guorui Chen, Huiling Tai, Yadong Jiang, Jun Chen, Piezoelectric Fiber Composites with PolydopamineInterfacial Layer for Self-powered Wearable Biomonitoring, Nano Energy 2021, https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106321

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