【色母粒产业网】2月19日消息，随着可穿戴电子产品、人机界面以及智能检测等领域的快速发展，对能够响应外部机械刺激并提供实时信息的压力传感器的需求日益增长。目前，市场上常见的电容式压力传感器结构简单，通常由两个平行导电电极板和中间的弹性介电层组成，但介电层所用的石化基材料存在诸多环境问题。
为了解决这一问题，中国科学院青岛生物能源与过程研究所等科研机构在木质纤维绿碳缓冲材料的研究基础上，近期成功研发出一种绿色、超弹的新材料。这种新材料是通过湿法发泡和离子交联策略，将纸浆纤维和聚乳酸纤维复合而成，不仅环保可降解，还具备出色的弹性性能。
据色母粒产业网了解，研究团队通过复配调控纸浆纤维和聚乳酸纤维，采用一系列创新工艺，开发出了具备超弹性的PLA@Pulp新型多孔材料。在这种材料中，聚乳酸纤维构建起弹性骨架结构，而微纤化的纸浆纤维则填充其中，与聚乳酸纤维充分复合，增强了纤维之间的缠绕程度，使得弹性骨架更加稳定且机械强度更高。同时，材料内部的多孔网络结构也得益于分子层面的钙离子交联、氢键和静电相互作用，使得材料密度低、孔隙率高，且具有定向的层状结构和相互贯通的大孔，压缩应变高达90%。
特别值得一提的是，这种新材料在50%应变下，经过30000次压缩回弹后，仍能保持91%的原始高度，超弹性能优异。此外，它还具有宽温度、宽湿度范围的尺寸稳定性和应用稳定性，并且可以循环回收利用和生物降解，环保优势明显。
由于PLA@Pulp多孔材料具有超弹结构、非导电性和低介电常数等特性，科研人员将其作为介电层应用于电容式压力传感器，实现了接触式和非接触式传感。相关研究显示，该材料在0至21.7kPa的工作压力范围内，响应灵敏度高达0.16kPa-1，完全满足实际应用需求。同时，从“摇篮到大门”的生命周期评价也表明，制备1公斤这种绿色超弹材料的CO2排放量仅为1.04公斤，环境毒性低于石化基泡沫材料，且制备成本与聚氨酯泡沫相当。
因此，这一新材料的问世有望替代传统的石化基泡沫材料，在智能压力传感、监测器件等先进应用领域发挥重要作用。
