熱致變色傳感器為用肉眼監(jiān)測局部溫度提供了直觀和實(shí)時的解決方案。但是，傳統(tǒng)的熱變色傳感器通常使用溶液型或致密薄膜型平臺，當(dāng)暴露大量的染料分子到表面時，導(dǎo)致靈敏度低和響應(yīng)速度緩慢。理想的熱變色傳感器應(yīng)該設(shè)計(jì)具有高多孔結(jié)構(gòu)，能夠支持熱變色染料的高密度負(fù)載，從而最大限度地減少對顏色表達(dá)的篩選。

近日，韓國科學(xué)技術(shù)高級研究院Il-Doo Kim教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種通用且低成本的合成平臺，利用靜電紡絲技術(shù)制備基于納米纖維 (NF) 的熱致變色傳感器，以提高靈敏度、準(zhǔn)確性和與可穿戴設(shè)備的高度兼容性。靜電紡絲可用于制造由用熱致變色染料固定的 1D NFs 組成的多孔膜（圖 1aii，b）?；?NF 的熱致變色傳感器的質(zhì)量受染料顆粒的尺寸、形狀和含量以及聚合物類型、纖維直徑、膜厚度和主體聚合物 NF 排列的影響。在這個 NF 系統(tǒng)中，作者發(fā)現(xiàn)孔隙率和透光率是高熱致變色靈敏度的關(guān)鍵因素。

此外，除了傳統(tǒng)的薄膜形式外，這種熱致變色 NFs 膜還可以生產(chǎn)多種不同的形態(tài)。系統(tǒng)地設(shè)計(jì)了NFs的排列方式，即隨機(jī)排列(x-y垂直排列)和紗線型排列(z軸扭轉(zhuǎn))，通過調(diào)節(jié)電場的空間分布來研究納米纖維結(jié)構(gòu)的影響，包括NF密度和孔隙率對熱變色傳感的影響。研究結(jié)果表明，與致密薄膜型傳感器在 31.6–42.7 °C 下相比，基于 NF 的多孔傳感器膜的熱致變色靈敏度 (ΔRGB) 提高了 2 到 5 倍。這歸因于染料在整個多孔 NF 結(jié)構(gòu)中的均勻分布（≈95.7%），其表現(xiàn)出優(yōu)異的透光率，比薄膜型傳感器高 10-30 倍。通過將NFs薄膜定制成口罩、貼片和手環(huán)的形式，進(jìn)一步展示了基于NF的熱變色傳感器作為可穿戴設(shè)備的潛力。