我校王学川教授团队在皮胶原基质多功能柔性传感材料领域取得新进展

我校轻工科学与工程学院王学川教授团队近日在皮胶原基质多功能柔性传感材料领域取得了新的进展，相关科研成果“Spider-web and Ant-tentacle Doubly Bio-inspired Multifunctional Self-powered Electronic Skin with Hierarchical Nanostructure”发表在了国际顶级期刊《Advanced Science》（IF=15.8），为学院轻工技术与工程学科人才培养、科学研究等提供了有力支持，同时也进一步扩大了我校在生物质功能材料领域的影响力。我校为论文唯一通讯单位，王学川教授为论文通讯作者，轻工学院刘新华副教授为论文共同通讯作者,博士生岳欧阳为文章第一作者（目前已在Advanced Science、Chemical Engineering Journal等一区top期刊发表论文3篇）。

王学川教授领衔的生物质与功能材料研究所长期以来一直致力于基于动物生物质胶原及其水解物复合功能材料的研究开发，该论文结合国家重点发展的柔性电子智能材料，以胶原基质为原料构建了多功能柔性传感材料，为典型的跨学科交叉技术应用，为扩宽我校轻工学科内涵发展提供支撑。目前，实现柔性传感器的生物相容性、可穿戴性、高分辨、高灵敏、低成本制造和复杂信号检测等功能集成仍是该领域的重大挑战。本研究以天然皮胶原为结构基板，不同功能属性的导电材料为物理掺杂导电构筑单元，通过静电纺丝技术制备双层仿生全纤维结构的多功能集成电子皮肤。其基于纳米摩擦发电机理论，兼具自发电（压力）、温度和湿度检测功能，且具有极高的压力敏感性和宽检测范围、较短的湿度响应/恢复时间、优异的电阻温度系数。此外，基于低成本、生物相容、透气性好和可生物降解的优势，使其可广泛应用于智能机器人、交互式可穿戴设备和人工义肢等领域。该研究对生物质胶原高值资源化及生物相容性功能集成柔性传感材料发展具有重要的科学研究意义和应用推广价值。

图1电子皮肤的摩擦发电机理和压力传感性能

图2电子皮肤转化机械能为电能为温度和湿度检测提供能源

主要相关论文：

[1]Yue O., Wang X.^*, Liu X.^*, Hou M., Zheng M., Wang Y., Cui B. Spider-Web and Ant-Tentacle Doubly Bio-Inspired Multifunctional Self-Powered Electronic Skin with Hierarchical Nanostructure. Adv. Sci. 2021, 2004377.DOI: 10.1002/advs.202004377

[2]Wang X.^*, Yue O., Liu X.^*,Hou M., Zheng M. A novel bio-inspired multi-functional collagen aggregate based flexible sensor with multi-layer and internal 3D network structure[J]. Chemical Engineering Journal, 2019, 392:123672.DOI:10.1016/j.cej.2019.123672

[3] Liu X.^#*, Yue O.^#, Wang X.^*, Hou M. Preparation and application of a novel biomass-based amphoteric retanning agent with the function of reducing free formaldehyde in leather[J]. Journal of Cleaner Production, 2020, 265:121796.

（核稿：刘国栋 编辑：郭姗姗 学生编辑：杨远世）