2021-03-19 22:36:26, MaterialsViews HORIBA科学仪器事业部
人物访谈
本周末Wiley人物访谈我们对话的是爱写诗、爱生活、更爱科研的清华大学张莹莹教授。张老师为我们介绍了蚕丝和纳米碳材料结合的柔性可穿戴应用,该体系并有可能带来出乎意料的新功能,也希望通过自己和各界专家学者的努力,开辟桑蚕丝材料在未来柔性电子时代的新丝绸之路。谈到科研,张老师表示科研像爱丽丝梦游仙境般充满奇幻,但也是理性的,能够为世界和人类带来前所未有的知识或技术,给人以成就感。
张莹莹
人物介绍:
我觉得科研的最大乐趣在于寻根究底和探索未知的过程。科学研究充满了未知,科研工作者可以根据自己的兴趣天马行空、自由探索,我觉得可以把科研过程比喻为 “爱丽丝梦游仙境”,是一场奇幻之旅。同时,科学研究又是理性的,通过科研,有可能为世界和人类带来前所未有的知识或技术,给人以成就感。而作为导师,看着学生从科研小白,经历几年的锤炼,逐渐成长成才,成为某一小领域的专家,甚至可以超越导师,无疑会很自豪和骄傲。
ZYY:我课题组发表的论文中,最令我骄傲的工作之一是2016年发表在Advanced Materials上的基于碳化丝织物制备超可拉伸、高灵敏、可穿戴式应变传感器的工作(10.1002/ADMA.201601572)。该工作受到了国内外同行的大量关注,自发表至今一直是高被引论文。该工作中我们首次提出了以天然纤维织物(丝绸)通过高温裂解和碳化制备高可拉伸柔性可穿戴器件的策略,以绿色、廉价的天然材料为基础,结合传统纺织工艺和高温碳化工艺,实现了柔性可穿戴应变传感器件的性能突破。在该工作的基础上,我们继续开展研究,陆续制备了系列碳织物,研究结构-性能关联,并在此基础上发展了局域碳化和原位生长纳米碳材料的方法,进而展示了多类织物基柔性可穿戴器件,例如全织物基汗液分析贴片(Science Advances 2019, 5, 11, eaax0649 (DOI: 10.1126/sciadv.aax0649)和类蜘蛛听毛高灵敏气流传感器(Advanced Materials 2020, 32, 1908214)等。
同时,在分析上述工作优势和局限性的基础上,我们开始开拓将蚕丝材料与纳米碳材料结合的研究方向。这正是现阶段我最喜欢的研究工作。我们在该方面已经取得了一些进展,例如,为了制备蚕丝-纳米碳智能纤维,我们首次将3D打印技术与同轴喷丝头相结合,发展了同轴3D打印技术,实现了纳米碳-蚕丝芯鞘纤维在织物上直接打印,并展示了其用于能源管理织物的可能(Matter 2019, 1, 168. 10.1016/J.MATT.2019.02.003);为了实现蚕丝-纳米碳智能器件的便捷制备,研究了丝蛋白和碳纳米管的相互作用,研制了具有良好生物相容性、无其他化学添加剂的丝胶蛋白-碳纳米管电子墨水,实现了蚕丝基柔性电子器件和织物的方便制备(Advanced Materials 2020, 32, 2000165),当前,还有其他更有潜力的工作在进展之中。我相信蚕丝和纳米碳材料的结合将会为柔性可穿戴应用带来全新的材料体系,并有可能带来出乎意料的新功能。希望通过努力,能开辟桑蚕丝材料在未来柔性电子时代的新丝绸之路。
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