功率放大器应用领域分享：如何用静电纺丝技术构建传感器
传感器在医学、临床诊断和环境监测等领域得到广泛应用。静电纺纳米纤维具有高表面积与体积比，可用于开发具有更高负载能力、更好灵敏度和更快响应时间的传感器。威尼斯威尼斯电子整理了近期关于静电纺构建传感器的最新研究进展，供大家了解学习。
1、韩国工业技术研究院Jun-YoungLee等人Adv.Mater.：静电纺3D堆叠纳米纤维用作有害气体传感器
离子对染料通过静电纺丝嵌入三维(3D)堆叠纳米纤维中，并用作有害气体（例如甲醛）传感器，理论检测限低于ppm（0.15ppm）。
由于染料的多种颜色变化，由阵列生成的颜色图非常简单，但足够准确以区分不同的官能团（如胺、醛和羧酸）以及碳链长度。
主成分分析(PCA)表明，根据传感阵列的颜色变化，可以很好地对挥发性有机化合物(VOCs)进行分类。
3D堆叠纳米纤维可用于光电过滤系统，该系统自动检查环境中的甲醛，并确认气体过滤器滤芯有效去除的甲醛。
DOI:10.1002/adma.202203671
2、东华大学覃小红教授和王黎明教授Chem.Eng.J.：一种连续制备可拉伸、可集成热电纳米纤维纱线的新方法
提出了一种将凝固浴静电纺丝和自组装策略相结合的先进制备方法，以高效、连续地制备具有高拉伸性能(~350%)和高缝合性的CNT/PEDOT:PSS热电纳米纤维纱线。
热电纳米纤维纱线的塞贝克系数达到了44μVK1，拉伸性能达到了约350%。经加捻、弯曲及1200次弯曲后，纱线具有良好的机械稳定性，热电性能稳定。
基于热电效应和纱线的可缝合性，将其集成到手套和口罩中，可用于自供电模式下的冷热源识别和人体呼吸监测。
由纱线组成的自供电应变传感器可以显示不同应变下相应的温度电压变化，可用于优化篮球运动员的命中率。
DOI:10.1016/j.cej.2022.137937
3、日本早稻田大学NaoyaTakeda等人Biosens.Bioelectron.：亲水性聚合物酶包埋电纺纤维传感器用于气相荧光乙醇气体成像
本研究提出了一种酶基荧光静电纺丝纤维传感器(eFES)网格作为干燥形式的气相生物传感器。
用乙醇脱氢酶和氧化烟酰胺腺嘌呤二核苷酸对聚乙烯醇进行一步静电纺丝，制备了以乙醇为目标的eFES网格。
嵌入在eFES网中的酶在不经过预处理的干燥状态下工作。底物特异性也得到了保持，传感器对乙醇的反应良好，具有足够的动态范围。eFES网格中pH值和辅酶量的调整也会影响酶活性。
eFES网状干式生物传感器性能优异，制作简单，易于商业化，为气相生物传感器开辟了新的发展方向。
DOI:10.1016/j.bios.2022.114453
4、西南大学代方银/李智Chem.Eng.J.：气液界面生长层状聚苯胺的透气纳米网格压力传感器
该研究报道一种新型的气液界面聚合方法，利用苯胺单体的挥发特性，在浸泡过引发剂和掺杂剂的静电纺丝纤维上原位生长导电壳层PANI。
通过这种界面聚合法制备的导电壳层与绝缘纤维芯层之间结合紧密，纤维膜电阻稳定，界面生长能极好地维持静电纺丝膜的多孔结构，使薄膜透气性优异。
将该核壳纤维膜组装成柔性压力传感器，与传统液相聚合法制备的传感器相比，该方法制备的传感器具有较高的灵敏度(10.62kPa-1)、快速的响应时间(60ms)和灵敏的检测下限(5.1Pa)。
该传感器可用于实现实时、无创的人体健康评估，辅助呼吸道疾病的检测和临床诊断，还能借助气压辅助分子生物学检测，在家庭医疗和即时护理中具有很大的应用价值。
DOI:10.1016/j.cej.2022.136717
5、东华大学覃小红教授和王黎明教授CarbonEnergy：用于人体能量收集和传感的高度可拉伸、耐用和透气的热电织物
提出了将静电纺丝与喷涂技术相结合的先进制备方法，制备出透气性高、拉伸性能接近纯PU纳米纤维织物(~250%)的碳纳米管/聚乙烯吡咯烷酮/聚氨酯(PU)复合热电织物。
PVP不仅可以提高碳纳米管的分散性，还可以作为碳纳米管与弹性聚氨酯骨架之间的界面粘结剂。因此，即使弯曲1000次，电导率和塞贝克系数都保持不变。
还成功研制了用于手指温度与语言相互转换和检测关节运动的自供电传感器，以优化运动员的运动状态。
这项研究为可拉伸热电织物在发电、健康监测和人机交互等智能可穿戴领域的应用提供了重要的指导作用。
DOI:10.1002/cey2.186
6、电子科技大学张晓升Adv.FiberMater.：基于丝素蛋白的可穿戴全纤维智能服装多功能传感器
本研究提出了一种基于生物相容性材料(即丝素蛋白)的可穿戴全纤维多功能传感器(AFMS)。设计了一个简单的两层结构丝素纤维膜和一个叉指型银纳米线(AgNWs)电极，在AFMS中丝素蛋白同时作为支撑组件和功能传感组件。
介绍了静电纺丝和喷涂技术对丝素纤维薄膜和AgNWs电极的加工。全纤维结构使AFMS具有超高的柔韧性和良好的透气性，丝素使AFMS具有优良的生物相容性。
得益于丝素蛋白的全纤维结构和对环境敏感的介电特性，AFMS具有多重传感特性，包括压力传感、温度传感和湿度传感。压力传感的灵敏度高达2.27pF/kPa(7.5%/kPa)，在低压范围内分辨率高达~26Pa。
AFMS具有优异的机械可靠性和传感稳定性。此外，AFMS还成功应用于呼吸监测智能口罩和手指关节弯曲角度识别智能手套。
DOI:10.1007/s42765-022-00150-x
7、澳门大学陈美婉Chem.Eng.J.：用于无创诊断慢性肾脏病和幽门螺杆菌感染的超灵敏荧光呼吸氨传感器
本研究通过增加识别位点的数量和提高传感器分子中固态荧光的亮度来提高荧光传感器的灵敏度。合成了三种具有D-π-A-π-D共轭体系的姜黄素(CUR)衍生物BFCUR、MBFCUR和MBFCURM。
与其他两种控制分子MBFCUR和MBFCURM相比，BFCUR的一端或两端的酚基被甲基保护，BFCUR具有两个响应位点，因此暴露于氨后发生了两个分子内电荷转移（ICT）相互作用，提示灵敏度提高。
将BFCUR负载到具有高比表面积的电纺纳米纤维(ENF)中，进一步提高了检测灵敏度。负载BFCUR的ENFs传感器对氨表现出22ppb的超低LOD。
BFCUR-ENF成功应用于健康志愿者、慢性肾脏疾病患者和幽门螺杆菌感染患者的呼气氨检测，显示出巨大的应用潜力。
DOI:10.1016/j.cej.2022.135979
8、郑州大学代坤教授NanoEnergy：通过水辅助静电纺丝的分层纳米纤维垫用于自供电超灵敏振动传感器
报告了一种简单和可控的水辅助静电纺丝方法来制造自供电传感器应用的分级结构垫(HMMs)。
静电纺丝纳米纤维在马兰戈尼流的驱动下，在静水面上不断向现有纳米纤维网的中心移动，推动网收缩，从而形成向底部不断生长的网垫。
通过改变静电纺丝工艺参数，成功地调控了HMM的成形和生长，设计了一种干燥工艺，实现了表面图形化。所制备的HMM具有良好的力学性能和较高的粗糙度。
研制的自供电超灵敏振动传感器(SUVS)实现了对不同动脉脉搏波的精确检测，实现了对吉他不同琴弦记录的振动谱的识别。
DOI:10.1016/j.nanoen.2022.107149
9、韩国科学技术高级研究院Il-DooKim教授Adv.Funct.Mater.：多孔纳米纤维膜用于高灵敏度热致变色传感器
开发了一种通用且低成本的合成平台，利用静电纺丝技术制备基于纳米纤维
(NF)
的热致变色传感器，以提高灵敏度、准确性和与可穿戴设备的高度兼容性。
与致密薄膜型传感器在31.6–42.7°C下相比，基于静电纺丝制备的多孔传感器膜的热致变色灵敏度(ΔRGB)提高了2到5倍。
染料在整个多孔NF结构中的均匀分布（≈95.7%），其表现出优异的透光率，比薄膜型传感器高10-30倍。
通过将NFs薄膜定制成口罩、贴片和手环的形式，进一步展示了基于NF的热变色传感器作为可穿戴设备的潜力。
DOI:10.1002/adfm.202200463
带宽：（-3dB）DC~5kHz
电压：6kVp-p（±3kVp）
电流：30mAp
功率：90Wp
压摆率：≥67V/μs
可程控
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