轻工学院在生物质基传感器领域研究取得新进展

日期：2023-03-01 | 阅读次数：

近日，天津科技大学轻工科学与工程学院针对于细菌纤维素水凝胶在传感领域的现状、应用及前景和挑战进行了研究与讨论，相关论文以题为“Bacterial Cellulose Hydrogel for Sensors”（DOI: 10.1016/j.cej.2023.142062）发表在化学工程领域顶级期刊《Chemical Engineering Journal》（IF = 16.744）。该论文中天津科技大学为第一和通讯作者单位，第一作者为我校轻工学院硕士研究生潘啸森，轻工学院李洁和高萌老师为共同通讯作者。其中，哈尔滨工程大学的学者参与了部分工作。

图1 BC水凝胶的制备、功能化、界面相互作用及应用示意图。

由于刚性的硅基电子产品逐渐不能满足人们的需求，可穿戴或植入式生物电子材料引起了广泛的关注。近几十年来，随着绿色化学和纳米技术的发展，细菌纤维素（BC）越来越受到学术界和工业界的关注。BC水凝胶作为一种天然生物质水凝胶，继承了绿色、低毒的优点。不仅如此，高强度纤维为材料提供了更强的机械性能，弥补了传统天然水凝胶强度低、韧性差等缺点。BC还具有成本低、可再生性、易加工性、生物降解性、高纯度、易于改性和功能化以及吸引人的机械性能等多重优点。鉴于这些优点，BC可以作为基材，基质或水凝胶形式的增强剂，并为可穿戴传感器和智能电子产品赋予有利的性能。图2 BC的合成方法和层次结构。

图2 BC的合成方法和层次结构。

该工作对BC水凝胶的最新进展及其在传感器中的应用进行了全面综述，深入探讨了BC水凝胶独特的分子结构特征和形成方法，进而探讨BC水凝胶的制备、功能化和界面改性方法。然后，综述和总结了BC水凝胶在应力、pH、电活性和热传感等领域的应用现状。最后，还讨论了BC水凝胶在传感器中的应用前景，为柔性传感材料的开发和技术的发展提供了参考。

图3 BC水凝胶的制备和功能化示意图。A原位法、B浸渍法、C溶解再生法。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142062