东华大学Small：由高度紧密的陶瓷纳米颗粒组成的坚固且稳定的核壳结构纤维用于多功能电子皮肤

主要观点总结

本文介绍了一种通用的两步法策略制备陶瓷纤维的技术，该纤维具有优异的机械性能、柔韧性和化学稳定性。陶瓷纤维可用于制造多功能电子皮肤，同时具备应变传感、温度传感和电磁保护特性。相关研究由东华大学范宇驰研究员团队完成，并在国际知名期刊Small上发表。论文详细描述了该陶瓷纤维的制备过程、性能表征和应用展示。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景及意义

传统的陶瓷材料由于脆性和缺陷敏感性，在复杂环境中使用受限。柔性陶瓷纤维因其机械柔韧性、耐高温性和化学稳定性受到关注。开发一种从陶瓷粉末直接制备一维结构陶瓷纤维的方案，能克服陶瓷的固有脆性并发挥多功能性。

关键观点2: 研究内容及方法

研究团队采用了一种易于实施的两步策略，包括同轴湿法纺丝和冷等静压工艺制备同轴结构的一维陶瓷纤维。该方法具有普适性，外壳材料选用芳纶纳米纤维，芯层材料可选用各种陶瓷粉体。

关键观点3: 研究结果及性能

制备出的纤维具有高拉伸强度（316MPa）、高断裂伸长率（33%）和良好的抗疲劳性。纤维可用作高灵敏度的可穿戴应变传感器（GF=2141）和工作范围达70°C的温度传感器。此外，由陶瓷纤维编织而成的电磁吸收织物展现出优秀的吸波性能，有效吸收带宽覆盖整个X波段（8.2-12.4GHz）。

关键观点4: 文章亮点

该研究开发了通用的两步法策略制备陶瓷纤维，展示了良好的力学性能和多功能性。陶瓷纳米颗粒的功能性在纤维中得到了充分展现，且纤维内芯的紧密堆积结构提升了应变传感器的灵敏度。此外，该研究还将雷达隐身、动作监测和温度监测集成在一起，制造出多功能机器人电子皮肤。

文章预览

研究背景 传统的陶瓷材料由于其脆性和对缺陷的敏感性而不适合在复杂的环境中使用。柔性陶瓷纤维由于其优异的机械柔韧性、耐高温性和优异的化学稳定性，已被开发用于各种应用。二维陶瓷纤维、薄膜和三维陶瓷纤维气凝胶通常具有低密度、低导热系数、大比表面积等诸多优良性能。但是目前制备陶瓷纤维的方法大多数需要高温条件下进行前驱体转化得到，这极大限制了材料的选择范围以及最后得到的陶瓷纤维的尺寸。因此，开发一种直接从相应陶瓷粉末制备一维结构的功能陶瓷纤维的通用方案，在一定程度上克服陶瓷的固有脆性的同时，发挥陶瓷的多功能性是十分有意义的。 电子皮肤，一种可以让机器人产生触觉的系统，其结构简单，可被加工成各种形状，能像衣服一样附着在设备表面，能够让机器人感知到物体的地点和方位以及硬度等 ………………………………