随着物联网概念的快速发展,以及大数据和人工智能时代的到来,柔性传感器吸引了越来越多的关注,并且其已经在人体健康监测、医疗诊断、康复治疗和智能娱乐等领域开始进入实际应用。此外,柔性传感技术还可以将传统纺织服装转变为高端的智能可穿戴设备,因此在可穿戴电子领域具有巨大的应用潜力。其中,柔性压力传感器作为信息采集单元,在人机交互、脑机交互和环境-机器交互等应用场景中发挥重要的信息传递与交换作用,其应用呈指数级增长趋势。
与无机压电材料不同,压电高分子材料不仅具有低密度和低模量,还具有良好的柔韧性、生物相容性和可加工性等优点,因此被广泛用于制造柔性电子产品。其中,以聚偏氟乙烯(PVDF)和偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物(PVDF-TrFE)为代表的典型铁电高分子材料因为更加优异的压电性能,目前已受到了广泛的关注与应用。此外,在柔性传感器件制作过程中,导电功能材料的作用也十分关键。作为一种新型的二维纳米材料,MXene由于具有金属电导率、高电负性、优异的机械性能和丰富的表面官能团等优点,因此自2011年发现以来已被广泛用作柔性可穿戴设备设计和制造中的功能材料成分。由铁电聚合物和MXene组成的功能复合材料不仅可以用于电阻与电容型压力传感器,还可以用作自供能型柔性压力传感器和纳米发电机。本文综述了铁电含氟聚合物/MXene复合材料在压力传感和能量收集应用中的加工和应用的最新研究进展。具体而言,系统总结了铁电含氟聚合物/MXene复合材料的制备方法及其在柔性压力传感器、纳米发电机、多功能传感器中的应用,并对自供电型可穿戴电子产品的未来发展进行了展望。
YJ Wu, JX Guo, X Zhao, CY Tang, T Gong, Q Jing, K Ke*, Y Wang, RY Bao, K Zhang, MB Yang, W Yang*. Ferroelectric Fluoropolymer/MXene composites for flexible pressure sensors: Fabrication and application. Progress in Materials Science, 2024: 101422. 录用时间:2024年12月8日