硅烷改性MXene压力传感器

低温循环弯曲不失效

通过硅烷偶联剂KH550在PDMS/MXene界面构建纳米限域结构，抑制低温下界面脱粘能量耗散，从而提升传感器在低温循环弯曲下的力电稳定性。

Huang, Jing · 李建昌

ACS Applied Materials & Interfaces 2024

技术优势

低温下不脱粘

硅烷改性在PDMS/MXene界面形成强氢键和共价键的纳米限域结构，阻碍聚合物链运动，从而减少循环弯曲时的脱粘能量耗散。

力电响应稳定

界面改性后，传感器在亚零度温度下循环弯曲时仍能维持优异的力电响应，解决了低温疲劳失效问题。

机理明确

通过有限元分析和理论计算，揭示了低温下自由体积收缩和分子链运动受限导致界面结合强度减弱的机理，为设计提供依据。

应用场景

• 可穿戴柔性传感：用于低温环境下的可穿戴压力监测，如极地作业或冬季户外运动。
• 电子皮肤：为电子皮肤提供低温抗疲劳的力敏层，提升机器人在寒冷环境中的触觉感知可靠性。
• 低温力电响应监测：替代传统压阻传感器，在低温下实现长期稳定的力电响应监测。
• 精密压力测量：在低温变温工况下保持压力测量精度，减少界面脱粘引起的信号漂移。