80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索：  
太原理工大學(xué)張虎林教授團隊 ACS AMI：基于熱電凝膠的自供電呼吸監(jiān)測策略
2022-10-24  來源：高分子科技

  作為一種低品位的可持續(xù)熱源，人體呼吸造成的呼吸余熱總是被忽略，盡管它產(chǎn)生的溫度大于環(huán)境溫度。將這些熱量轉(zhuǎn)化為電能或作為檢測信號在可穿戴醫(yī)學(xué)中極其重要。這種熱--電的轉(zhuǎn)換是可以通過熱電水凝膠來實現(xiàn)的。然而，凝膠的抗凍和抗干燥性能仍然存在挑戰(zhàn)，這嚴重限制了熱電凝膠在實際應(yīng)用中的耐久性。

 


圖1. PVA/GEL-GL熱電凝膠的設(shè)計


  近期，太原理工大學(xué)信息與計算機學(xué)院張虎林教授團隊制備了以Fe(CN)63?/4?作為氧化還原對的雙網(wǎng)絡(luò)聚乙烯醇/明膠（PVA/GEL）凝膠熱電器件（圖1）。它具有優(yōu)異的耐低溫性和抗干燥能力。這些特征是由于使用了二元溶劑（水/甘油）來限制水分子之間的氫鍵。制備的熱電凝膠貼片能夠利用環(huán)境和人體呼吸產(chǎn)生的熱量之間的溫度差，輕松地將生理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為容易理解的電脈沖信號，首次實現(xiàn)了簡單的自供電呼吸監(jiān)測策略。即使在0℃以下，位于口罩當(dāng)中的凝膠貼片也可以正常工作，這意味著它可以適應(yīng)低溫環(huán)境。這項研究將會為低水平熱驅(qū)動的可穿戴醫(yī)療電子設(shè)備的發(fā)展提供了新的思路。該工作以“Self-Powered Respiratory Monitoring Strategy Based on Adaptive Dual-Network Thermogalvanic Hydrogels”為題發(fā)表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上。文章第一作者是太原理工大學(xué)碩士研究生李學(xué)標，通訊作者為張虎林教授，該研究得到了山西省自然科學(xué)基金項目的支持。 


圖2.PVA/GEL-GL熱電水凝膠的機械性能


 圖3.PVA/GEL-GL水凝膠的熱電性能


 圖4.基于口罩內(nèi)的雙網(wǎng)絡(luò)熱電凝膠呼吸監(jiān)測的概念證明


  該工作是張虎林教授團隊近期關(guān)于凝膠熱電器件的研究與應(yīng)用的最新進展之一。這項工作推動了熱電凝膠用于收獲人體余熱和可穿戴智能柔性電子設(shè)備的發(fā)展。在過去的兩年中，團隊制備了一系列基于不同聚合物網(wǎng)絡(luò)和熱電化學(xué)氧化還原對的熱電水凝膠器件，并致力于開拓凝膠熱電器件的應(yīng)用場景。如制備的透明可拉伸熱電電解質(zhì)水凝膠可用于實現(xiàn)太陽能收集，通過植入PDMS太陽能吸收器，組裝好的太陽能熱電凝膠裝置在陽光照射可以吸收太陽能轉(zhuǎn)化為電能（Nano Energy 2022,100,107449）。開發(fā)了一種以I-/I3-為氧化還原對的凝膠電解質(zhì)熱電裝置的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，可作為一種舒適的人體監(jiān)測電子皮膚。它還可以用于建立一個智能窗口系統(tǒng)，用于自動監(jiān)測室內(nèi)或室外的溫度，即使是在極端天氣中（J. Mater. Chem. C, 2022,10,13789-13796）。通過在凝膠中植入微孔的聚偏氟乙烯隔膜，研制了一種以Fe3+/Fe2+為氧化還原對的具有低熱導(dǎo)率的凝膠熱電器件，降低的導(dǎo)熱系數(shù)有效地提高了塞貝克系數(shù)。考慮到凝膠優(yōu)越的溫度響應(yīng)，將凝膠共形固定在前額上，建立了自供電體溫監(jiān)測系統(tǒng)（ACS Appl.Mater.Interfaces 2021 13, 37316）。


  原文鏈接 https://doi.org/10.1021/acsami.2c14239

版權(quán)與免責(zé)聲明：中國聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章？锘蛎襟w如需轉(zhuǎn)載，請聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請注明出處。
（責(zé)任編輯：xu）
【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】

誠邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞