虾壳助力碳纳米管墨水性能提升 在自供电多功能可穿戴电子产品应用前景广阔

近日，暨南大学化学与材料学院教授刘明贤课题组在“绿色”碳纳米管墨水用于热电发电机方面取得研究进展。相关研究发表于《先进科学》。

导电墨水在印刷工艺中能快速生产多功能先进设备，例如印刷传感器、发电机、储能设备，尤其是各种柔性可穿戴电子产品。导电墨水的选择是电子产品特性的关键部分。其中，具有优异的电学和力学性能的碳纳米管(CNT)是柔性可穿戴设备的理想材料。然而，CNT在溶剂中的不良分散性极大地限制了其在可穿戴传感器制造中的应用。

该研究将从虾壳中提取的甲壳素纳米晶(ChNCs)作为多壁碳纳米管(MWCNT)的分散剂，通过超声辅助获得均匀稳定的ChNCs/MWCNT(CCNT)墨水。该导电墨水具有良好的导电性和印刷性。采用丝网印刷技术可将CCNT墨水涂布在普通纸上，再用铜线将4张5×15毫米的CCNT涂布纸串联组装成一个热电发电机(TEG)。在室温下该TEG具有良好的热电性能，将其贴在手腕上，可收集人体热量从而实现自供电。这意味着该TEG可在活动场合下连续监测人体的运动情况。另一方面，将TEG安装在口罩中，可通过监测志愿者呼吸频率实现健康监测。

此外，由于纸基具有良好的柔韧性，组装的自供电应变传感器可以灵敏地监测人体关节运动。总之，CCNT墨水在自供电多功能可穿戴电子产品中具有广阔的应用前景。(记者朱汉斌)

关键词： 虾壳助力碳纳米管墨水性能提升 在自供电多功能可穿戴电子产品应用前景广阔 甲壳素纳米晶 多壁碳纳米管