Cellulose‐basierte flexible funktionale Materialien für aufkommende intelligente Elektronik

Zusammenfassung Derzeit besteht eine enorme und wachsende Nachfrage nach flexibler Elektronik für personalisierte mobile Geräte, Mensch-Maschine-Schnittstelleneinheiten, tragbare medizinisch-technische Systeme und bionische intelligente Roboter. Cellulose ist ein bekanntes natürliches Biopolymer, das mehrere Vorteile bietet, darunter niedrige Kosten, Erneuerbarkeit, einfache Verarbeitbarkeit und biologischen Abbau sowie ansprechende mechanische Eigenschaften, Dielektrizität, Piezoelektrizität und Umwandlungsfähigkeit. Aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile wird Cellulose häufig als Substrat, Bindemittel, Dielektrikum, Gel-Elektrolyt und abgeleitetes Kohlenstoffmaterial für flexible elektronische Geräte verwendet. Die Nutzung der Vorteile von Cellulose zur Entwicklung fortschrittlicher funktionaler Materialien wird erhebliche Auswirkungen auf tragbare intelligente Elektronik haben. Hier werden die einzigartige molekulare Struktur und die Nanostrukturen (Nanokristalle, Nanofasern, Nanoschichten usw.) der Cellulose kurz eingeführt, die Struktur-Eigenschaft-Anwendungs-Beziehungen von cellulosehaltigen Materialien zusammengefasst und die Verarbeitungstechnologien zur Herstellung cellulosebasierter flexibler Elektronik betrachtet. Der Schwerpunkt liegt dann auf den kürzlichen Fortschritten bei cellulosebasierten funktionalen Materialien in Richtung aufkommender intelligenter elektrischer Geräte, einschließlich flexibler Sensoren, optoelektronischer Geräte, Feldeffekttransistoren, Nanogeneratoren, elektrochemischen Energiespeichervorrichtungen, biomimetischen elektronischen Hautschichten und biologischen Nachweisgeräten. Schließlich wird ein Ausblick auf die potenziellen Herausforderungen und zukünftigen Perspektiven für die Entwicklung cellulosebasierter tragbarer Geräte und bioelektronischer Systeme gegeben.