Lightweight, ultra-compressed, and environmentally friendly wood/TPU aerogel sensor based on optimized performance of dynamic 3D pore structure

气凝胶 环境友好型 材料科学 复合材料 纳米技术 生态学 生物
作者
Yin He,Zhichao Qiao,Lujie Fan,Zhaopeng Xia,Jingjie Ma,Xiaoying Zheng,Ling Deng,Xiaoxuan Xu,Hao Liu
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier]
卷期号:678: 188-199
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2024.08.233
摘要

Although bio-based sensing materials have a wide range of applications in the field of pressure detection, they still need to improve their sensitivity, detection limit and hysteresis. This paper studied the relationship between the 3D pore structure and sensing performance under dynamics. Using Balsa wood as the substrate, CWA/TPU aerogel and its sensor were prepared with lightweight, compressibility, highly sensitivity, wide-detection, and low-hysteresis. Meanwhile, the brittleness problem of the carbonized aerogel was solved by uniformly attaching TPU to the aerogel interface. In this paper, the 3D structure of CWA/TPU aerogel during compression was reconstructed by Micro-XCT technology, and the results show that the sensitivity of the bio-based carbonized material is directly proportional to the porosity and inversely proportional to the aspect ratio. This CWA/TPU aerogel pressure sensor has a high sensitivity of 76.18 kPa
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