研究背景
近年来，可穿戴电子设备的研究因其在健康和运动监测、人机界面和虚拟/增强现实方面的巨大潜力而受到越来越多的关注。 为了具备电子产品的功能性和优异的穿着舒适性，电子纺织品表现出优异的机械性能、良好的柔韧性和柔软性、与皮肤的共形接触以及优异的穿着舒适性等理想性能。 特别是在柔性基材上引入导电油墨具有简单、低成本可扩展性和显着低损耗的特点。 墨基油墨可用于制造多功能先进智能服装设备，如柔性电路、传感器、自供电和能源设备。 随着生物电子器件技术和蓬勃发展，生物相容性也成为导电油墨的理想特性。 水是最环保的溶剂。 它成本低、不易燃，并且具有优异的生物相容性，这促使人们寻找更有效的方法来生产水基导电油墨。 绿色溶剂的开发通常会导致大多数导电化合物的分散性和粘附性较差，因此需要使用粘合剂或表面活性剂来诱导高质量导电油墨的均匀性。 然而，常用的聚合物粘合剂与水基溶剂不相容，这给制备生物相容性水基油墨带来了困难。 提高导电成分与水基溶剂之间界面相互作用的稳定性和鲁棒性对于制造“真正”的天然导电油墨至关重要。 此外，由于多孔、粗糙和各向异性的结构，导电油墨和纺织品之间的粘附力在不稳定的分散体中得以维持。 因此，迫切需要通过简单高效的制造技术来开发新型智能电子纺织品（e-），不仅将电子的功能性和纺织品的舒适性融为一体，而且还具有良好的生态友好性、生物相容性和附着力未来可用于各种可穿戴电子产品的多功能商业应用。
研究亮点
1、以生物聚合物为介质的天然交联碳质液态金属水性印刷油墨。
2、具有导电性、稳定性、耐磨性、美观性的电子织物。
3. 在健康监测、压力传感和能量收集方面有多种应用。
研究成果
实现可与传统纺织品相媲美的柔性电子产品的舒适度和耐用性是智能可穿戴设备的终极追求之一。 油墨印刷工艺简单、成本低廉，非常适合电子纺织品的开发。 然而，制备具有良好分散性、稳定性、生物相容性和耐磨性的高性能顶层纺织品以满足高分辨率、大规模制造和实际应用的需求仍然是一个挑战。 香港理工大学徐滨刚教授等提出以碳质镓铟微纳米结构修饰液态金属（LM）油的水基多壁碳纳米管（）。 在生物聚合物的帮助下，海藻酸钠封装的含有高羧基的液态金属液滴可以通过丝胶介导进行非共价交联。 然后可以通过印刷技术和天然防水三电子涂层制备电子纺织品，可以实现良好的柔韧性、亲水性、透气性、耐磨性、生物相容性、导电性和稳定性，无需任何人工化学物质的耐久性和优异的通用性。 由此产生的电子纺织品可用于多种应用，并且可以设计图案和电路。 可重复且可靠的信号在各种传感应用中得到证明，例如识别复杂的人体运动、呼吸、发声和压力分布。 此外，还通过驱动电子设备和照明 LED 展示了自供电和能量收集能力。 作为概念验证，这项工作为以可扩展和可持续的方式开发用于未来商业应用的新型可穿戴电子产品和智能服装提供了新的机会。 相关研究成果发表在《Nano-Micro》杂志上，标题为“metal Ink-”。
图解指南
图 1a 为块状 LM 到 SeLM-SeCNT 和水基 SeLM-SeCNT 墨水的结果。 b 手 - 使用带有 SeLM-SeCNT 墨水的笔。 在 。 e- 的 c 与使用 - on 和 . d a上层的SEM图像和a为500μm的e-视图
SaLM-SeCNT的图2。 a 和带有壳 SeCNT 的 SaLM。 TEM 图像 b 为 LM，图像为 EGaIn，为 Sa，c 为 Se，图像为 MWCNT，d 为 SaLM-SeCNT。 电子红外光谱。 LM-CNT 和 SaLM- 的 f 拉曼和 g TGA（墨水 0.5、1、2、3）
图 3 和用于 e- 的 SaLM-SeCNT 墨水。 SaLM-SeCNT墨水与SaLM-SeCNT的a。 b 水中的SaLM-SeCNT墨水。 c SaLM-SeCNT 墨水上的时间和（翘曲）次数。 d 为 后，e-with 和 SaLM-SeCNT 油墨的 (%)（上 x 轴：在水中；x 轴：SaLM 到 SeCNT）。
e 或 WPU-HEC。 SaLM-SeCNT 墨水的 f e- at %。 g和SEM的SaLM-SeCNT墨水e-当a为0%、50%、100%时，以及阶段，。 h e- 在去离子水中 24 小时。 插图显示了之后 和 。 i 空气 、 后 、 和 2 倍至 5 倍的 WPU-HEC。 j 的 e- 和 e- 与 1000
图 4-和-SaLM-SeCNT e-。 SaLM-SeCNT e-under 曲线。 仪表范围 b 0–5% 和 c 0–100%。 SaLM-SeCNT e- 在 d 、 e 弯曲和 f 下的时间-。 g 的和之后。
h 2000年的e-0/100%。 i SaLM-SeCNT e- 在 100% 时的负载曲线。 10% 的 SaLM-SeCNT e- 的 j 曲线显示时间为 120ms。 SaLM-SeCNT e- 的 k 值从 25 到 100°C。 l - e- 和 60°C 和 80°C
图 5 和 SaLM-SeCNT e-TENG。 (1–5Hz) 下 SaLM-SeCNT e-TENG 的 a ISC、b VOC 和 c QSC。 d VOC，SaLM-SeCNT e-TENG 下的。 SaLM-SeCNT e-TENG 的 e VOC 在 (0–100%) 和 . 为20mm，为3Hz。 f 以及 SaLM-SeCNT e-TENG 在 50,000 下的测试。 挥发性有机化合物。 g和SaLM-SeCNT e-TENG。 h 、 、 和功率与负载
图 6 为人类的 SaLM-SeCNT e- 、 、 和 。 使用 SaLM-SeCNT e- 拍摄的手和肘部的照片[1]。 b、c 肘部和 d 颈部的 处。 e 膝盖关节牛仔裤的图像。 f 的 /, , , , , 和 . 具有SaLM-SeCNT墨水的掩模的g和at的h。
i的模式由浅到深由到。 j 为 SaLM-SeCNT e- 靠近嘴部，k 为一丝微笑，悲伤、震惊和快乐。 SaLM-SeCNT e- 的 l 和 m 的辐条：“”和“”
图 7 为 SaLM-SeCNT 的 e-in、power 和 self-。 SaLM-SeCNT e-TENG a 和 b 在 1 至 5Hz 之间作为功率。 c 自我 . 自检：d、e 为 10 μF，f、g 为 22 μF。
h、i 的 LED 分别为手、手、一。 SaLM-SeCNT 智能手套的 j 和 ΔR/R0 。 l 的e-同。 、 和 中使用的 m。 n 的 - ，其中 e- 具有 3×3 、 、 和 。
e-TENG 的 o 按 5、5、7 和 3 的顺序排列。 p 和 in 中的 e-
总结与展望
综上所述，作者利用生物聚合物和胶体蛋白自然获得了具有强相互作用和交联的SeCNT涂覆的SaLM纳米粒子，其可以均匀地分散在水中，并且可以用作可印刷应用的稳定导电油墨。 可穿戴电子设备。 由于其显着的稳定效果，通过墨水书写和印刷技术，它具有高度的适应性和与纸张、聚合物薄膜和纺织品等各种柔性基材的兼容性。 由此产生的电子纺织品不仅具有卓越的机械和电气性能、线性灵敏度、胶体稳定性、阻力、穿着舒适性、耐用性和生物相容性等综合性能，而且还增加了美观性和易用性。 作为概念验证，演示了包括运动和呼吸监测、压力跟踪、自供电传感和能量收集在内的多功能应用。 因此，可以预见，这种绿色SaLM-SeCNT水性墨水将为环保型导电墨水的开发带来新的思路，拓宽生物相容性柔性电子产品的应用范围。
文献链接
金属油墨-
:,,,地坛,,,
