基于集成层状结构的超高导电性、灵敏度和环境稳定性的传感膜

随着全球陆地资源的减少和能源危机的加剧，资源丰富而广袤的海洋成为人们关注的焦点。在海洋探测技术中，水下人工智能技术目前被广泛认为是帮助人类更快地探索水下世界、获取水下资源的手段之一。基于纳米导电填料的柔性传感器件是人工智能技术的关键组成部分，其中大多数应用于可穿戴传感器、人造皮肤和软机器人等先进领域，很少有高性能应变传感器作为潜水服的健康监测。因此，迫切需要开发具有新型结构的高性能、高导电性和环境稳定性的传感器，以应对复杂的环境影响，如水下环境。然而，目前基于纳米填料的涂层导电弹性体和三维网络化导电弹性体都无法满足上述要求。

受人体皮肤的毛孔收缩和多层结构的启发，研究团队设计了一种具有集成层状结构的羧基丁苯橡胶/再生木质素磺酸钠-银纳米线（XSBR/rSL-AgNWs）复合薄膜。该薄膜由超高导电性的AgNWs富集层（500 S/m, AgNWs含量仅为5 wt%），rSL隔离网络层（提供10.2 MPa的应力），以及具有防水性能的致密橡胶层组成。这种独特的集成层状结构，使薄膜在少量填料的情况下，在水中具有稳定的导电性，灵敏度为110 ms，测量因子为145.8，响应应变范围为0.5%至350%。这些优异的传感特性使复合薄膜能够在复杂环境中监测运动、脉冲和语音信号，从而为柔性电子器件的开发提供了新的途径。

应用前景

本成果所述复合材料具有超高的导电性、高灵敏度和优异的水下导电稳定性，能够在复杂环境中监测运动、脉冲和语音信号，在人工智能技术、海洋勘探和可穿戴健康监测等方面具有广阔的应用前景。