天然
蚕丝
纳米纤维（SNF）具有高纵横比、出色的机械强度、优异的生物相容性和可控的降解性，因此是极具吸引力的导电基质。然而，其固有的非导电性严重限制了基于SNF的气凝胶的潜在传感器应用。
本文，武汉纺织大学
尤仁传 教授团队在
《
Macromolecular Rapid CommunicationsEarly View
》期刊
发表名为“
Silk Nanofibers/Carbon Nanotube Conductive Aerogel
”的论文，
研究提出
通过将碳纳米管（CNT）分散到 SNF 悬浮液中进行冷冻干燥，获得了低密度的导电纳米纤维气凝胶。
碳纳米管的加入大大提高了复合气凝胶的导电性，同时改善了其机械性能。扫描电子显微镜结果表明，当CNT含量达到30%时，孔隙内形成了由微孔和纳米纤维网组成的独特分层结构。此外，
Cell viability
的提高表明 SNF-CNT 导电气凝胶具有良好的生物相容性，可用于组织工程应用。随后，在 SNF-CNT 系统中加入弹性水性聚氨酯（WPU），构建了具有良好传感性能的气凝胶。引入WPU后，气凝胶的抗压性能得到增强，弹性恢复率高达99.8%，因此在 5%应变时可输出稳定无损的应变传感信号。这项研究为探索SNF在功能气凝胶中的潜在应用提供了一种可行的选择和策略。
图1、A） SNF 和 SNF-CNT 导电气凝胶的制备示意图。B） 不同质量比的 SNF-CNT 导电气凝胶的电导率。C） 气凝胶导电使小灯泡发光。
图2、A-F） SNF-CNT 导电气凝胶的不同 CNT/SNF 比率的 SEM 图像，比例尺：A-F） 150 μm，a-f） 15 μm。G） SNF-CNT 导电气凝胶的孔隙率。H） SNF-CNT 气凝胶的密度。
图3、不同质量比的 SNF-CNT 气凝胶的机械性能。
图4、Cell viability in SNF-CS and SNF-CS-CNT aerogels。
图5、SNF-WPU-CNT 气凝胶的应变传感特性。
总之，通过冷冻干燥法将CNT加入SNF悬浮液中，制备出了具有微纳分层结构的超轻导电气凝胶。结果表明，CNT在气凝胶基质中呈均匀分散状态。当 CNT含量达到30%时，就形成了由微孔和孔内纳米纤维网组成的独特分层结构。引入碳纳米管后，复合气凝胶的导电性能明显提高，机械性能也得到增强。基于HUVECs的
Cell viability
测试表明，SNF-CNT复合气凝胶具有良好的生物相容性。引入 WPU 能显著改善SNF-CNT气凝胶的机械性能。当添加 30%的CNT时，气凝胶的弹性响应率高达99.8%，可在5%应变下输出稳定的应变传感信号。我们的工作所构建的SNF-CNT导电气凝胶在电子学、组织工程和柔性传感器等领域具有多功能应用，有望进一步扩大SNF的应用范围。
文献：
https://doi.org/10.1002/marc.202400702
