1 成果简介

集超疏水性和柔性传感功能于一体的多功能柔性电子器件可以极大地促进更广泛的应用。然而，超疏水表面的分层粗糙度形态很容易受到可拉伸传感器复杂机械变形的影响，导致疏水性能下降，因此构建坚固耐用的超疏水可拉伸传感器仍然具有挑战性。本文，西南交通大学杨维清 教授团队在《RSC Adv》期刊发表名为“Superhydrophobic stretchable sensors based on interfacially self-assembled carbon nanotube film for self-sensing drag-reduction shipping”的论文，研究提出提出了一种基于空气-水界面自组装碳纳米管（CNT）薄膜制造超疏水可拉伸传感器的简便策略。通过简单高效的界面转移策略，控制碳纳米管薄膜和聚二甲基硅氧烷（PDMS）的组合，可以实现超疏水可拉伸传感器的定制功能。即使在较大的机械变形条件下，所开发的传感器也能表现出卓越的鲁棒性和超疏水性能，在 80% 应变时的水接触角为 150.9°。作为概念验证，这项工作展示了其在自感应减阻航运中的潜在应用，有望实现更环保、更可持续和更安全的水上运输。

2 图文导读

图1、 基于界面自组装 CNT 薄膜的超疏水可拉伸传感器的设计和制造策略

图2、 基于 s-CNT/PDMS 复合薄膜的超疏水表面。

图3、 基于 f-CNT/PDMS 复合薄膜的可拉伸应变传感器。

图4、 基于 i-CNT/PDMS 复合膜的超疏水性和可拉伸传感特性的集成。

图5、 基于 i-CNT/PDMS 复合膜的人工气垫船的自感应流体动力减阻航运应用

3 小结

开发了一种利用空气-水界面自组装 CNT 薄膜制造超疏水可拉伸传感器的简单方法。通过自组装 CNT 薄膜和 PDMS 的可控组合，可以有效地实现单功能复合材料的可定制设计。s-CNT/PDMS 超疏水涂层可以在各种材料和形状的基材上高效构建。表面的图案化润湿性是通过掩模辅助界面转移实现的。f-CNT/PDMS 可伸缩传感器具有出色的应变传感性能、良好的线性特性和稳定的循环稳定性。此外，通过顺序界面转移策略集成上述单一功能，获得了超疏水可伸缩传感器。i-CNT/PDMS 复合薄膜即使在大拉伸变形下也表现出优异的稳健性和超疏水性。与以往的研究相比，该方法的优势在于基于单个 CNT/PDMS 复合系统构建多功能集成电子，避免了涉及各种功能材料的复杂且耗时的制备过程。自组装的 CNT 薄膜不仅赋予复合薄膜超疏水性所需的微纳米结构，而且由于互连的导电网络，还实现了传感功能。PDMS 不仅用作连接两个功能层的互穿聚合物网络以确保界面稳定性，而且还用作超疏水性的低表面能材料。最后，基于 i-CNT/PDMS 复合材料的流体动力减阻、防水和柔性传感性能的协同作用，展示了一种人工气垫船的自感应减阻运输。该策略为开发新型超疏水可伸缩装置提供了新思路，并促进了未来更节能、更安全的航运的发展。

文献：https://doi.org/10.1039/D4RA04793A