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One-Step and Spontaneous in Situ Growth of Popcorn-like Nanostructures on Stretchable Double-Twisted Fiber for Ultrasensitive Textile Pressure Sensor.
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-02-06 , DOI: 10.1021/acsami.0c00079 Lingyi Lan 1 , Fengnian Zhao 1 , Yao Yao 1 , Jianfeng Ping 1 , Yibin Ying 1, 2
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-02-06 , DOI: 10.1021/acsami.0c00079 Lingyi Lan 1 , Fengnian Zhao 1 , Yao Yao 1 , Jianfeng Ping 1 , Yibin Ying 1, 2
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Highly conductive fibers play an essential role in the development of electronic textiles for wearable devices. Even though great progress has been made recently, big challenges of developing simple and rapid methods to prepare functional fibers with stretchability, high sustainability, and electrical conductivity still remain. Herein, we proposed a simple, rapid, and scalable approach to fabricate stretchable and conductive fibers by growing Au nanostructures on a double-twisted fiber coated with metallic MoS2 nanosheets. The formation of Au nanostructures with a unique "popcorn"-like shape (namely, Au "nanopopcorn", AuNPC) occurs instantaneously and spontaneously on the surface of MoS2-coated fiber, without any additional reducing reagents or heating conditions. Moreover, the overall fabrication process takes less than 5 min, demonstrating the realization of fast fabrication of functional conductive fibers. The obtained fiber with piezoresistive property can be fabricated into a pressure sensor. The unique morphology of AuNPC with a rough surface can significantly enhance the performance of the pressure sensor, with high sensitivity of up to 0.19 kPa-1 and a fast response time of 93 ms. Furthermore, the functional fiber can be woven into electronic textiles with sensing arrays, which has multiple two-dimensional (2D) force mapping properties. Therefore, we envision that this simple, rapid, and scalable method to fabricate conductive functional fibers would show great potential in the field of electronic textiles and wearable devices.
中文翻译：
一步和自发原位生长的爆米花状纳米结构在可拉伸双扭曲纤维上用于超灵敏纺织压力传感器。
高导电性纤维在可穿戴设备的电子纺织品的开发中起着至关重要的作用。尽管最近已经取得了很大的进步，但是开发简单，快速的方法来制备具有可拉伸性，高可持续性和导电性的功能性纤维的巨大挑战仍然存在。在本文中，我们提出了一种简单，快速，可扩展的方法，通过在涂有金属MoS2纳米片的双捻纤维上生长Au纳米结构来制造可拉伸和导电纤维。具有独特的“爆米花”状形状的Au纳米结构（即Au“ nanopopcorn”，AuNPC）的形成是在MoS2包覆的纤维表面上瞬间并自发发生的，而无需任何其他还原剂或加热条件。此外，整个制作过程不到5分钟，展示了功能性导电纤维快速制造的实现。可以将获得的具有压阻特性的纤维制成压力传感器。具有粗糙表面的AuNPC的独特形态可以显着提高压力传感器的性能，灵敏度高达0.19 kPa-1，响应时间为93 ms。此外，功能纤维可以通过具有多个二维（2D）力映射特性的传感阵列编织到电子纺织品中。因此，我们设想，这种简单，快速，可扩展的制造导电功能纤维的方法将在电子纺织品和可穿戴设备领域显示出巨大的潜力。可以将获得的具有压阻特性的纤维制成压力传感器。具有粗糙表面的AuNPC的独特形态可以显着提高压力传感器的性能，其灵敏度高达0.19 kPa-1，响应时间为93 ms。此外，功能纤维可以通过具有多个二维（2D）力映射特性的传感阵列编织到电子纺织品中。因此，我们设想，这种简单，快速，可扩展的制造导电功能纤维的方法将在电子纺织品和可穿戴设备领域显示出巨大的潜力。可以将获得的具有压阻特性的纤维制成压力传感器。具有粗糙表面的AuNPC的独特形态可以显着提高压力传感器的性能，灵敏度高达0.19 kPa-1，响应时间为93 ms。此外，功能纤维可以通过具有多个二维（2D）力映射特性的传感阵列编织到电子纺织品中。因此，我们设想，这种简单，快速，可扩展的制造导电功能纤维的方法将在电子纺织品和可穿戴设备领域显示出巨大的潜力。19 kPa-1，93 ms的快速响应时间。此外，功能纤维可以通过具有多个二维（2D）力映射特性的传感阵列编织到电子纺织品中。因此，我们设想，这种简单，快速且可扩展的制造导电功能纤维的方法将在电子纺织品和可穿戴设备领域显示出巨大的潜力。19 kPa-1，93 ms的快速响应时间。此外，功能纤维可以通过具有多个二维（2D）力映射特性的传感阵列编织到电子纺织品中。因此，我们设想，这种简单，快速，可扩展的制造导电功能纤维的方法将在电子纺织品和可穿戴设备领域显示出巨大的潜力。
更新日期：2020-02-19
中文翻译：
一步和自发原位生长的爆米花状纳米结构在可拉伸双扭曲纤维上用于超灵敏纺织压力传感器。
高导电性纤维在可穿戴设备的电子纺织品的开发中起着至关重要的作用。尽管最近已经取得了很大的进步，但是开发简单，快速的方法来制备具有可拉伸性，高可持续性和导电性的功能性纤维的巨大挑战仍然存在。在本文中，我们提出了一种简单，快速，可扩展的方法，通过在涂有金属MoS2纳米片的双捻纤维上生长Au纳米结构来制造可拉伸和导电纤维。具有独特的“爆米花”状形状的Au纳米结构（即Au“ nanopopcorn”，AuNPC）的形成是在MoS2包覆的纤维表面上瞬间并自发发生的，而无需任何其他还原剂或加热条件。此外，整个制作过程不到5分钟，展示了功能性导电纤维快速制造的实现。可以将获得的具有压阻特性的纤维制成压力传感器。具有粗糙表面的AuNPC的独特形态可以显着提高压力传感器的性能，灵敏度高达0.19 kPa-1，响应时间为93 ms。此外，功能纤维可以通过具有多个二维（2D）力映射特性的传感阵列编织到电子纺织品中。因此，我们设想，这种简单，快速，可扩展的制造导电功能纤维的方法将在电子纺织品和可穿戴设备领域显示出巨大的潜力。可以将获得的具有压阻特性的纤维制成压力传感器。具有粗糙表面的AuNPC的独特形态可以显着提高压力传感器的性能，其灵敏度高达0.19 kPa-1，响应时间为93 ms。此外，功能纤维可以通过具有多个二维（2D）力映射特性的传感阵列编织到电子纺织品中。因此，我们设想，这种简单，快速，可扩展的制造导电功能纤维的方法将在电子纺织品和可穿戴设备领域显示出巨大的潜力。可以将获得的具有压阻特性的纤维制成压力传感器。具有粗糙表面的AuNPC的独特形态可以显着提高压力传感器的性能，灵敏度高达0.19 kPa-1，响应时间为93 ms。此外，功能纤维可以通过具有多个二维（2D）力映射特性的传感阵列编织到电子纺织品中。因此，我们设想，这种简单，快速，可扩展的制造导电功能纤维的方法将在电子纺织品和可穿戴设备领域显示出巨大的潜力。19 kPa-1，93 ms的快速响应时间。此外，功能纤维可以通过具有多个二维（2D）力映射特性的传感阵列编织到电子纺织品中。因此，我们设想，这种简单，快速且可扩展的制造导电功能纤维的方法将在电子纺织品和可穿戴设备领域显示出巨大的潜力。19 kPa-1，93 ms的快速响应时间。此外，功能纤维可以通过具有多个二维（2D）力映射特性的传感阵列编织到电子纺织品中。因此，我们设想，这种简单，快速，可扩展的制造导电功能纤维的方法将在电子纺织品和可穿戴设备领域显示出巨大的潜力。
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