可生物降解且自立的Ag/AZO-壳聚糖混合纳米复合材料：一种用于压电智能传感器的可持续解决方案

《Advanced Sustainable Systems》：Biodegradable and Free-Standing Ag/AZO-Chitosan Hybrid Nanocomposite: A Sustainable Approach to Piezoelectric Smart Sensor

柔性压电Ag/AZO-Chitosan复合材料通过溶剂铸造法制备，具有生物相容性和可降解性。纳米复合结构在数字万用表、示波器及物联网微控制器系统中表现出显著压电特性，质量分数20%的Ag/AZO-Chitosan传感器灵敏度达2.1mV/N?1，支持实时无线监测。该材料水分散且可生物降解，在酸性介质中30分钟内分解，磷酸盐缓冲液环境下维持27天以上。

　　

摘要

本研究开发了一种灵活的、自支撑的压电Ag/AZO-壳聚糖杂化纳米复合材料，其中AZO指的是掺铝的ZnO。这种生物相容且可生物降解的壳聚糖薄膜是通过一种简单、低成本的溶剂浇铸方法制备的。将纳米级的Ag/AZO材料掺入壳聚糖基体中，可以提高在数字电压表、数字存储示波器（DSO）以及基于微控制器的物联网系统中记录到的压电响应性能。在所有测试的组合物中，含有20% Ag/AZO的壳聚糖传感器表现出最佳的压电输出性能，其灵敏度为2.1 mV N^?1。该设备能够可靠地集成经济型的微控制器组件，从而通过移动设备和计算机接口实现实时电压监测。与传统电子传感器不同，Ag/AZO-壳聚糖传感器具有环保性和水溶性。可降解性测试显示：在酸性环境中，该传感器可在30分钟内迅速分解；而在磷酸盐缓冲液（PBS）中浸泡时，分解过程较为缓慢（超过27天）。总体而言，这种柔性压电设备既环保又具有压力敏感性，非常适合用于可穿戴无线传感器的设计。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。