中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所高分子先進(jìn)加工團(tuán)隊(duì)鄭文革研究員和汪龍研究員一直致力于熱塑性彈性體泡沫功能化相關(guān)的科研工作(Chem. Eng. J., 2023, 455, 140860;Compos. Commun., 2023, 40, 101628; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2023, 15, 57613-57625;Composites, Part B, 2024, 277, 111412)。
近日，針對(duì)隨機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料熔體強(qiáng)度過高，難以通過超臨界二氧化碳發(fā)泡制備低密度壓阻傳感器的問題。團(tuán)隊(duì)通過構(gòu)建宏觀隔離結(jié)構(gòu)，促使填料選擇性分散在彈性體粒子界面，一方面使得填料幾乎不對(duì)復(fù)合材料的發(fā)泡行為產(chǎn)生影響，有效解決了材料的發(fā)泡問題，獲得了低密度的(約0.1 g/cm3)泡沫傳感器;另一方面填料的選擇性分散使得材料擁有密集的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，賦予了泡沫低導(dǎo)電逾滲閾值(0.011 vol%)和良好的電導(dǎo)率。因此，制備的傳感器具有超寬的應(yīng)變/壓力檢測(cè)范圍(0.5%～90%壓縮應(yīng)變/0.5～3800 kPa)(Composites, Part B，2024，277，111412)。該傳感器能作為功能鞋底材料可監(jiān)測(cè)人體的不同運(yùn)動(dòng)，此外，其還具有良好的疏水性(水接觸角為140°)，在水下能夠保持正常傳感功能。
相關(guān)成果以“An ultra-lightweight and hydrophobic piezoresistive foam with super-wide strain and pressure detection range”為題發(fā)表在Composites Part B: Engineering(https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2024.111412)。寧波材料所博士生李學(xué)云為該論文第一作者，寧波材料所汪龍研究員為該論文的通訊作者。本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金(52003280)和寧波市科技創(chuàng)新2025重大專項(xiàng)(2021Z052)等的支持。
(來源：寧波材料所)
