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西安工程大學(xué)樊威教授團(tuán)隊研究通過濕法紡絲技術(shù)與浸漬技術(shù)相結(jié)合，一步制備出了皮芯結(jié)構(gòu)聚氨酯（PU）/石墨烯封裝聚（3,4-亞乙二氧基噻吩）-聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT:PSS）感溫纖維。

該復(fù)合纖維具有高靈敏度（-1.72%/°C）、超分辨率（0.1°C）、快速時間響應(yīng)（17秒）、抗汗?jié)n干擾以及在30-50°C溫度感應(yīng)范圍內(nèi)的高線性度（R2=0.98）。這種纖維的強度足以與商用棉紗編織成感溫織物。這種織物具有良好的舒適性和耐用性，可布置在布料的腋下位置，以此制備的傳感器，結(jié)合藍(lán)牙傳輸技術(shù)，可實現(xiàn)在日?；顒又胁婚g斷地實時監(jiān)測體溫，并通過手機顯示給家長或監(jiān)護(hù)人。

具體而言，該成果將濕紡技術(shù)與浸漬技術(shù)相結(jié)合，一步到位研制了一種PU/石墨烯封裝的PEDOT：PSS纖維溫度傳感器，具有抗汗干擾、靈敏度高、耐磨性好等特點。PEDOT：PSS光纖的溫度傳感能力可以通過改變混凝槽中IPA和DMSO的比例和去離子水的洗滌時間來調(diào)節(jié)。當(dāng)IPA與DMSO的比例為2：1，洗滌時間為10 min時，PEDOT：PSS纖維的靈敏度達(dá)到值−1.46%/°C。由于PU/石墨烯層的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的協(xié)同作用，復(fù)合纖維的靈敏度進(jìn)一步提高，達(dá)到−1.72%/°C，線性度為0.98。當(dāng)溫度范圍為30–50°C時，復(fù)合纖維的響應(yīng)時間為17s，遠(yuǎn)快于汞溫度計（≥5 min）和電子溫度計（≥1 min）。傳感精度為0.1°C，與商用溫度計的精度一致，可測量為體溫的最小變化。復(fù)合纖維的強度足以與任何商業(yè)紡織紗線編織，形成對溫度敏感的織物。該面料具有與商業(yè)棉質(zhì)T恤相似的舒適性和耐用性。

此外，由于PU/石墨烯的皮膚層具有優(yōu)異的憎水性能，復(fù)合纖維的靈敏度不受汗液等水分的影響，因此可以布置在布料中的腋窩位置，實現(xiàn)對體溫的實時監(jiān)測。此外，我們開發(fā)了一套基于Arduino Uno和藍(lán)牙HC-06的藍(lán)牙傳輸系統(tǒng)，將從溫度傳感光纖采集的數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)绞謾C和云端。因此，含有溫敏纖維的織物可用于智能醫(yī)療和疾病監(jiān)測，對于人體生理信息的長期、穩(wěn)定、遠(yuǎn)程監(jiān)測具有重要意義。

目前，成果已發(fā)表在《ACS Nano》期刊上，論文名“An Antisweat Interference and Highly Sensitive Temperature Sensor Based on Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)–Poly(styrenesulfonate)Fiber Coated with Polyurethane/Graphene for Real-Time Monitoring of Body Temperature”。

鏈接地址https://doi.org/10.1021/acsnano.3c04246