通过动态冷冻铸造技术制备适用于空化环境的纤维素摩擦电气凝胶，以实现稳定的甲醛监测

《Nano Letters》：Cavitation-Tailored Cellulosic Triboelectric Aerogels via Dynamic Freeze-Casting for Stable Formaldehyde Monitoring

纤维素气凝胶因三维网络结构和摩擦电效应被用于自供能甲醛传感，但孔径分布不均导致信号波动和灵敏度下降。本文提出基于空化效应的动态冷冻铸造策略，通过调控冰模板结构实现孔径分布均匀性提升33%，增强电荷密度和反应活性位点，使传感器开路电压增加224.7%和功率密度提升463.7%。

　　

纤维素气凝胶由于其三维网络结构和固有的摩擦起电特性，在自供电甲醛检测方面具有很大的潜力。然而，孔径和孔隙分布难以控制，导致电信号波动，阻碍了甲醛在气凝胶内部的扩散，从而影响了传感器的灵敏度和稳定性。本文提出了一种基于空化效应的动态冷冻铸造策略，用于制备具有可调孔径和增强灵敏度的摩擦电气凝胶。空化效应能够精炼冰模板，提高均匀性和空间分布，同时促进胺化纤维素的均匀自组装，从而使孔径分布减少了33%。这种定制的孔结构增加了电荷密度，为甲醛提供了更多的反应位点。因此，优化后的传感器开路电压提高了224.7%，功率密度提高了463.7%，实现了对甲醛的高灵敏度检测。这项研究为纤维素气凝胶的结构控制提供了新的途径，推动了环境应用中的气体监测技术发展。