在添加了二维碳氮化硼的PVDF聚合物纳米复合材料中，实现了协同的紫外线阻隔性能和生物电子特性

《Polymers for Advanced Technologies》：Synergistic UV-Blocking and Bioelectronic Performance in PVDF Polymer Nanocomposites Reinforced With 2D Borocarbonitride

BCN纳米片通过溶剂铸造法与PVDF复合，提升其机械、热、电及光学性能，XRD证实β相随BCN含量增加，紫外吸收及介电性能优化，2% BCN修饰电极灵敏度达0.89，适用于高精度ECG信号采集。

　　

摘要

硼碳氮化物（BCN）纳米片是一种具有前景的二维材料，能够提升聚合物的机械性能、热性能、电性能和光学性能。本文总结了通过溶剂浇铸法制备BCN纳米片及其与聚偏二氟乙烯（PVDF）纳米复合材料的过程，并重点讨论了这些纳米材料对PVDF物理和化学性质的影响。研究人员采用了多种光谱和显微技术来分析这些纳米材料的结构、形态、元素组成、光学特性、表面能和电性能。X射线衍射分析显示PVDF存在α相和β相；随着BCN含量的增加，β相的比例也有所增加。这些纳米复合材料在整个紫外光谱区域均表现出吸收特性，最大吸收波长（λ_max）为300纳米。Tauc图证实了BCN@PVDF纳米复合材料具有间接半导体特性，其带隙分别为3.24电子伏特（0.0wt%）和2.70电子伏特（2wt%）。通过Cole–Cole图和电模量分析了这些纳米材料的介电松弛特性和交流电性能（20 Hz–10 MHz），结果表明纳米材料具有较好的均匀性以及优化的介电性能。研究人员还制备了一种改性的BCN@PVDF纳米复合材料电极，用于配合Arduino和ad8232传感器采集实时心电图（ECG）信号，实验结果显示含2% BCN的电极性能优于传统的Ag/AgCl电极：该电极具有较高的信号质量、较低的噪声水平，并且在2% BCN含量下实现了0.89的优异灵敏度。本研究强调了二维纳米材料在聚合物纳米复合材料中的可调性能，为开发多功能材料在先进电气和生物医学应用领域奠定了基础。

利益冲突

作者声明不存在任何利益冲突。

数据获取声明

本研究的相关数据可应合理要求向通讯作者索取。