材料分析與應用 - 東華大學《ACS AMI》：細菌纖維素/碳納米管制備螺旋纖維狀傳感器，用於智能尿不濕－鑽石舞台

1成果簡介

用於檢測水和體液的液體傳感器在日常用水和健康監測中至關重要，但將傳感性能與高拉伸變形和多功能應用相結合是一項挑戰。本文，東華大學陳仕艷副研究員、Baoxiu Wang、王華平研究員等研究人員在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊發表名為「Self-Stretchable Fiber Liquid Sensors Made with Bacterial Cellulose/Carbon Nanotubes for Smart Diapers」的論文，研究以BC為水敏基質，CNTs為活性傳感材料，通過溶液紡絲和卷繞工藝製備了一種無基板、可自拉伸的細菌纖維素（BC）/碳納米管（CNT）螺旋纖維液體傳感器。

BC/CNT（BCT）光纖傳感器具在 1秒內有超過1000%的高拉伸比和對10^4電流變化率的快速響應，在洗滌和各種拉伸或打結變形下幾乎不受影響。通過結合BCT纖維，我們可以設計出智能尿不濕或水位檢測器，快速監測智能尿不濕或水位的狀態，監測結果可通過報警器或智能手機及時傳遞。總之，自拉伸BCT螺旋纖維的可擴展和連續製備將為日常生活中應用的可穿戴傳感器（如智能尿布、水位檢測等）的開發提供廣闊的應用場景。

2圖文導讀

圖1. 基於乾濕紡技術的 BCT 螺旋纖維的製備方案和照片。

圖2. BCT 螺旋纖維的傳感機制。

圖3. 傳感器的水傳感性能

圖4. (a) 傳感器在尿液中的循環傳感性能。(b) 傳感器在尿布不同位置的電流變化。(c) 傳感器在尿布外側時電流隨時間的變化。(d) 層狀尿布結構示意圖。(e) 與LED連接使用的電路連接示意圖。(f) ，帶LED通知功能的乾淨的智能尿不濕。(g) 嬰兒穿尿不濕，並在產生尿液時具有 LED 通知功能。(h) 無線藍牙模塊。(i) 一個穿着智能尿布的嬰兒。(j) 與智能手機連接使用的電路連接示意圖（ADC 是模數轉換器）。(k) 沒有尿液的智能手機界面。(l) 智能手機與尿液的界面。