铒氧化物涂层增强镍富集正极机械强度及减少锂残留的表面工程研究

本文报道了一种基于羟丙基甲基纤维素(HPMC)/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)/银纳米颗粒(AgNPs)纳米复合材料的电容式接近/压力双模传感器(HPA)，通过低成本宏观浸涂法制备，具有0.511 kPa?1的高灵敏度、25 ms快速响应及1000次循环稳定性，可同步识别物体接近(20%电容变化)与接触，在智能家居、可穿戴医疗和软体机器人监测领域展现应用潜力。

　　

Highlight

本研究亮点在于通过羟丙基甲基纤维素(HPMC)的优异分散性和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)的机械增强效应，结合聚氨酯海绵开发出高性能电容式接近/压力双模传感器。该传感器不仅能实现0.511 kPa^?1的高灵敏度压力检测（<10 kPa），还能在手掌靠近时产生20%的电容变化，响应速度达25毫秒。

Materials

实验采用密度0.0386 g/cm³的3M聚氨酯海绵、HPMC(10 W)、粒径60–150 nm的银纳米颗粒(AgNPs)及PEDOT:PSS(固含量1.3–1.7%)。所有试剂未经纯化直接使用，通过涡旋混合60分钟确保纳米颗粒均匀分散。

Characterization and analysis of the sensor

传感器由包裹PDMS的介电层构成（图1a）。制备过程中，先将40 mg HPMC溶于8 mL去离子水形成5 wt%基质，随后按1:3质量比加入AgNPs和PEDOT:PSS形成纳米复合浆料，通过浸渍法负载至海绵骨架。氢键作用使复合材料与海绵表面紧密结合，赋予其高介电常数和弹性。

Conclusion

基于HPMC/PEDOT:PSS/AgNPs的HPA传感器展现出双重优势：HPMC促进AgNPs分散，而PEDOT:PSS通过氢键提升机械性能。测试表明其压力灵敏度达0.511 kPa^?1，响应/恢复时间均为25 ms，可同步监测接近与接触行为，为人机交互和健康监测提供新思路。