废弃织物衍生气凝胶纤维实现高灵敏度自供电触觉传感

本研究针对纳米流体纤维因极端纳米限域通道导致内阻过高、限制能量收集与传感灵敏度的瓶颈问题，报道了利用废弃织物制备芳纶纳米纤维（ANFs）气凝胶纤维的新策略。该材料呈现3D纳米多孔结构，在500倍NaCl梯度下内阻仅约10 kΩ，输出功率密度达17.6 W m?2，并具备30天稳定性和25 ms超快响应特性，为超高灵敏度自供电传感器开发提供了突破性解决方案。

　　

具有独特离子选择性传输特性的纳米流体纤维可实现渗透能发电与自供电传感，然而其极端纳米限域通道会导致高内阻，限制能量收集效率和纤维基传感器的检测灵敏度。本研究创新性地利用废弃织物制备芳纶纳米纤维（Aramid Nanofibers, ANFs）气凝胶纤维作为离子传输体用于能量转换与自供电传感。得益于三维纳米多孔结构，该气凝胶纤维在500倍浓度梯度NaCl溶液中仅呈现约10 kΩ的内阻，显著低于传统能量发生器（通常为数万欧姆量级）。这种低内阻特性使其在500倍NaCl梯度下实现17.6 W m^?2的增强输出功率密度。值得注意的是，ANFs气凝胶纤维在溶液中保持30天以上的结构完整性与发电能力稳定性。该材料更展现出25毫秒的超快响应时间和0.20 mN的超低检测限，能够实现对运动状态的实时感知。这些特性标志着其在超高灵敏度自供电传感器领域的重要突破，极大推动了纤维基传感器的技术发展。

（作者声明无利益冲突）