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Carbonized derivatives derived from the complex of Fe/Ni bimetallic MOFs and phenolic resin for flexible piezoresistive sensors in motion capture and health monitoring
Applied Surface Science ( IF 6.3 ) Pub Date : 2024-09-03 , DOI: 10.1016/j.apsusc.2024.160964 Xinyuan Han , Wenchuang Yang , Cailiu Yin , Xinjiang Zhang , Chunqiang Yi , Zhengxiong Fan
Applied Surface Science ( IF 6.3 ) Pub Date : 2024-09-03 , DOI: 10.1016/j.apsusc.2024.160964 Xinyuan Han , Wenchuang Yang , Cailiu Yin , Xinjiang Zhang , Chunqiang Yi , Zhengxiong Fan
Based on the substantial high surface area and the chemical robustness inherent to metal–organic frameworks (MOFs), their integration into piezoresistive flexible pressure sensors presents significant potential. Nonetheless, the application of such sensors is impeded by the low conductivity of MOFs. In this work, we increased the conductivity of MOFs by carbonizing 2-aminoterephthalic acid iron-nickel metal–organic frameworks (Fe/Ni-MOFs) and introducing phenolic resins to protect the structure of Fe/Ni-MOFs. Piezoresistive flexible sensors were developed by embedding this carbonized derivative on the surface of PDMS films. The senrors showed a sensitivity of 198.51 kPa−1 , broad operating pressure range (0–5 kPa), a fast response time (46 ms), a short recovery time (28 ms), and a high abrasion resistance. The flexible pressure device could be applied to monitor the finger motion and human pulses. Overall, these flexible high sensitivity devices demonstrate potential in the fields of wearable technologies, real-time health monitoring, and biomedical applications.
中文翻译:
源自 Fe/Ni 双金属 MOF 和酚醛树脂络合物的碳化衍生物,用于动作捕捉和健康监测中的柔性压阻式传感器
基于金属有机框架 (MOF) 固有的高表面积和化学稳定性,它们被集成到压阻式柔性压力传感器中具有巨大的潜力。尽管如此,MOF 的低电导率阻碍了此类传感器的应用。在这项工作中,我们通过碳化 2-氨基苯二甲酸铁镍金属有机框架 (Fe/Ni-MOFs) 并引入酚醛树脂来保护 Fe/Ni-MOF 的结构,从而提高了 MOF 的电导率。压阻式柔性传感器是通过将这种碳化衍生物嵌入 PDMS 薄膜表面而开发的。传感器显示出 198.51 kPa-1 的灵敏度、宽工作压力范围 (0-5 kPa)、响应时间快 (46 ms)、恢复时间短 (28 ms) 和高耐磨性。柔性压力装置可用于监测手指运动和人体脉搏。总体而言,这些灵活的高灵敏度设备在可穿戴技术、实时健康监测和生物医学应用领域展示了潜力。
更新日期:2024-09-03
中文翻译:
源自 Fe/Ni 双金属 MOF 和酚醛树脂络合物的碳化衍生物,用于动作捕捉和健康监测中的柔性压阻式传感器
基于金属有机框架 (MOF) 固有的高表面积和化学稳定性,它们被集成到压阻式柔性压力传感器中具有巨大的潜力。尽管如此,MOF 的低电导率阻碍了此类传感器的应用。在这项工作中,我们通过碳化 2-氨基苯二甲酸铁镍金属有机框架 (Fe/Ni-MOFs) 并引入酚醛树脂来保护 Fe/Ni-MOF 的结构,从而提高了 MOF 的电导率。压阻式柔性传感器是通过将这种碳化衍生物嵌入 PDMS 薄膜表面而开发的。传感器显示出 198.51 kPa-1 的灵敏度、宽工作压力范围 (0-5 kPa)、响应时间快 (46 ms)、恢复时间短 (28 ms) 和高耐磨性。柔性压力装置可用于监测手指运动和人体脉搏。总体而言,这些灵活的高灵敏度设备在可穿戴技术、实时健康监测和生物医学应用领域展示了潜力。