近日，沈阳航空航天大学禁天漫堂免费版原卢少微教授带领的多功能纳米复合材料及结构健康监测团队在压电式压力传感器领域取得重要进展，在英国皇家化学会材料科学杂志C (JCR一区，2022年影响因子8.067）上发表了一篇题为“BaTiO₃/MXene/PVDF-TrFE composite films via an electrospinning method for flexible piezoelectric pressure sensors”的论文（J. Mater.Chem C, 2023,11,4614），并被该期刊评为热点文章。该期刊每年发表近2000篇文章，其中热点文章占比约6.5%。

 

柔性压电式压力传感器具有成本低、响应速度快、系统自供电等优点，在可穿戴电子产品中具有广阔的应用前景。然而，传统的压电复合材料具有分散性差、极化不足等问题，阻碍了压力传感器的压电性能。在本项工作中，引入新型二维材料MXene对钛酸钡(BaTiO3)进行表面改性，并与聚偏氟乙烯-三氟乙烯(PVDF-TrFE)混合制得电纺液，采用静电纺丝法制备出BaTiO3/MXene/PVDF-TrFE压电复合薄膜。该项工作中的MXene改性策略不仅仅提高了BaTiO3在PVDF-TrFE中的分散性，还提高了极化效率，进而提高了传感器的压电性能。研究发现，含有0.15wt% MXene的压电复合膜的输出电压可达7.6 V，拉伸强度(20.8 MPa)比不含MXene复合膜的拉伸强度(11.7 MPa)提高了77.8%。制备得到的压电式压力传感器具有较宽的检测范围(0.2~400kPa)，较短的响应时间(56ms)和优异循环稳定性，可以对人体的关节运动和剧烈运动做出快速反应。在人体运动监测中显示出巨大的优势和应用前景。

    本文第一作者为功能材料系刘兴民副教授和2020级硕士研究生佟金玲。卢少微团队在碳纳米材料及新型二维材料MXene的宏量可控制备以及MXene基材料在可穿戴传感器、结构健康监测、电磁屏蔽及吸波性能以及能源存储等领域进行了系统研究，取得了一系列研究成果，发表高水平SCI论文多篇。