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【天津科技大學(xué)：研發(fā)細(xì)菌纖維素水凝膠及其應(yīng)用柔性傳感器】
目前，基于生物水凝膠的柔性傳感器在個(gè)性化移動(dòng)設(shè)備、人機(jī)界面單元、可穿戴醫(yī)療保健系統(tǒng)和仿生智能機(jī)器人方面引起了巨大且越來(lái)越多的關(guān)注。細(xì)菌纖維素（BC）水凝膠具有成本低、可再生、易加工、生物降解性、純度高、易于改性和功能化以及機(jī)械性能優(yōu)良等多重優(yōu)點(diǎn)。因此，BC水凝膠可以作為基材或復(fù)合水凝膠體系中的增強(qiáng)劑，并為可穿戴傳感器和智能電子產(chǎn)品賦予有利的性能。
近日，天津科技大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院高萌/李潔團(tuán)隊(duì)在《Chemical Engineering Journal》上發(fā)表了題為“Bacterial Cellulose Hydrogel for Sensors "的綜述文章。該文章對(duì)BC水凝膠的進(jìn)展及其在傳感器中的應(yīng)用進(jìn)行了全面綜述，其中深入探討B(tài)C水凝膠的分子結(jié)構(gòu)特征和形成方法，進(jìn)而探討B(tài)C水凝膠的制備、功能化和界面改性方法。同時(shí)還總結(jié)了BC水凝膠在應(yīng)力、pH、電活性和熱傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀。最后，討論了BC水凝膠在傳感器中的應(yīng)用前景。
該文章首先介紹了BC水凝膠相較于其他天然及合成水凝膠的優(yōu)勢(shì)。BC水凝膠作為一種天然水凝膠，繼承了綠色、低毒的優(yōu)點(diǎn)。高強(qiáng)度纖維為材料提供了更強(qiáng)的機(jī)械性能，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)天然水凝膠強(qiáng)度低、韌性差等缺點(diǎn)。另外，BC具有更高純度，更小直徑和更高結(jié)晶度。表面豐富的羥基賦予其保水性的同時(shí)也使其易于通過(guò)化學(xué)或物理作用進(jìn)行表面修飾、接枝和交聯(lián)。這些特性使BC水凝膠成為開(kāi)發(fā)新型傳感器具有無(wú)限潛力的材料。然后，文章介紹了細(xì)菌纖維素的分子結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方法。（圖2）BC通常由某些需氧細(xì)菌在水培養(yǎng)基中以葡糖糖為碳源在體外生物合成。文章中指出，在通過(guò)改變細(xì)菌或?qū)?xì)菌的進(jìn)行基因修飾可對(duì)BC的生產(chǎn)和性能進(jìn)行改變。另外，BC的生產(chǎn)還受到生物合成狀態(tài)的影響，這將直接影響產(chǎn)生的BC的形態(tài)。
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