世界即时：她深耕笃行，科研成果丰硕
发布时间：2023-05-10 23:11:27
来源：杭州师范大学
她以第一作者身份在SCI一区学术期刊NanoEnergy（IF：19.069）、ACS Applied Materials& Interfaces（IF：10.383）上发表高水平论文2篇，以共作者身份在Advanced Composites and Hybrid Materials（IF：11.806）、Composites Science and Technology（IF：9.879 ）等期刊发表高水平论文5篇，累计影响因子达82.696。
(资料图)
研究生期间，她获得了国家奖学金、浙江省优秀毕业生、校优秀研究生、2022年度校“精进杯”学生学术新成果评选活动研究生组一等奖等多项奖项，还申请发明专利1项。
她就是材料与化学化工学院2020级高分子化学与物理专业研究生陈良仁。
科研的基础是大量的实验
陈良仁本科就读于我校材化学院的高分子材料与工程专业，毕业后又考取了本校高分子化学与物理专业的硕士研究生。虽然还是熟悉的校园，但学习的内容却差别很大。“本科更注重专业知识的基础性教育，在实验室的时间相对不算多。研究生期间我有了特定的研究方向，要进行比较系统的研究，所以几乎每天都要泡在实验室里。”陈良仁说。
2020年9月，陈良仁成为我校的一名研究生，见到了自己的导师朱雨田教授、常晓华副教授和高分子复合材料团队的师姐师兄们。回忆起刚开始做实验的场景，她仍然记忆犹新：“即使本科阶段已接触过基础化学实验，但第一次接触高分子导电复合材料，我还是感到有些无所适从。”
实验前，陈良仁的导师和师兄师姐们会先示范一遍标准操作步骤，然后在陈良仁和其他小伙伴们实验时在一旁帮忙纠错。为了尽快适应研究生的科研生活，陈良仁几乎每天早晨都第一个来到实验室，重复着合样、裁样、制样，做力学性能测试和传感性能测试等实验，同时进行数据处理和文献阅读等一系列工作，直到深夜才离开。一天里，她至少有12个小时是在实验室里度过的。
虽然需要不断地重复相同的实验，但陈良仁从不觉得枯燥，“每次实验的数据都有不同，新的数据意味着新的发现、新的进展，所以我每天都很期待地来到实验室。”她说。
在一次小组组会讨论中，大家发现先前文献提出还原纳米颗粒可以作为传感材料的导电组分，这给了陈良仁她们新的启发，“这个体系是不是还有创新的空间，比如提高它的透明度，或者用于检测应变。”她说。在得到导师的肯定后，陈良仁便开始了自己对于这一体系的研究。
“我主要负责应变传感、温度传感、湿度传感的实验以及探究它的可循环利用性和应用。”她介绍道。
在电子皮肤传感器的实验过程中，陈良仁原本想通过材料配比探究其对温度和湿度传感的影响，但是经过一番尝试后却毫无进展，数据规律性很差，甚至对比不出差异。“当时是想改变导电成分和还原剂的量，去探究对传感器性能的影响，结果发现每个配比的温度和湿度传感的检测范围都相同，而且初始电阻比较大，给后续的测试带来很大困难。”
一次次的实验失败后，陈良仁停下了手头的工作开始思考失败的原因。“在跟导师讨论后，我们猜想可能是因为温度、湿度的不稳定，导致电阻的波动性较大。”随后，她试着用恒温恒湿箱进行制样，解决了电阻偏大的问题，然而不同组分间的传感材料的传感性能的差异性仍区别不大，这让陈良仁感到十分困惑。“当时，我感觉像被困在了一片雾气笼罩的树林里，根本找不到出口。”她说。
那段时间，由于实验进展缓慢，陈良仁担心会拖累整个团队的实验进度，心理压力非常大。“好在导师和师哥师姐们都很理解我，不断地帮我分析。后来我换了一个角度，想着可不可以通过应变传感的检测范围，选择一个最佳的配比。”她说。
在经过不断地尝试和修正后，她发现这个思路是可行的。为了筛选出最佳方案，陈良仁整整在实验室泡了两个月的时间。“科研就是这样，需要大量的时间投入下去，才会得到结果。”她说。
让材料更绿色，让生活更便利
传统电子皮肤传感器所用的柔性基体大多是以石油为原料，会产生大量不可降解的电子垃圾，并且大多数只能检测单一刺激，比如只能检测温度、湿度或者只能检测应变变化。针对这些局限，陈良仁在实验中发现，利用聚乙烯醇（PVA）作为基材、柠檬酸（CA）作为还原剂和银纳米颗粒（AgNPs）作为导电材料，通过一步原位还原法可以制备出兼具应变、温度和湿度多传感功能的可循环利用的PVA/CA/AgNPs电子皮肤传感器，同时解决了利用传统无机纳米粒子填料无法实现传感材料高透明性的问题。除此之外，这样的电子皮肤传感器还能用于检测人体的运动情况与健康状况，可以为监测和跟踪人体健康状况提供可靠辅助。
经由实验得出这一观点后，陈良仁便开始撰写论文。和大部分刚开始撰写英文论文的研究生一样，陈良仁在写这篇论文的初稿时，也会感觉摸不着头脑，只能边写边查。“比如写前言的时候，涉及到哪一方面的内容，我就去查阅这方面的文章。遇到好的句子和单词，我就加粗标记起来，这样一点点把文献磨出来。”她回忆道。
成稿后，陈良仁按照期刊的要求进行投稿，但由于不同期刊所关注的侧重点不同，她一开始的投稿过程并不顺利。“我从2021年9月底开始投稿，大概到2022年1月稿子才被录用。”她说。投稿被拒后，根据期刊审稿人提出的意见，陈良仁和导师不断地进行讨论、修改。“比如有的审稿人认为小应变递增循环测试的曲线稳定性不太好，于是我就重做了这项实验，得到了稳定性更高的数据，然后将数据进行了替换。”
终于，经过不断地补充和完善实验结果，这篇Stretchable and Transparent Multimodal Electronic-Skin Sensors in Detecting Strain, Temperature, and Humidity成功发表在纳米功能材料领域高水平期刊Nano Energy上。
关于这篇文章，陈良仁介绍道：“传感材料具有应变、温度和湿度多功能感知性能，这些功能的集成使其在人体运动检测、温度和湿度监测、个人保健和热管理等方面具有潜在的应用，并且能实现电子皮肤传感器的可循环利用，极大程度减少了电子垃圾，同时还能降低生产成本，这对未来绿色柔性电子的发展具有重要意义。”
绿色柔性电子具有环保、柔性、轻便、可穿戴和可折叠等特点，可以应用于智能可穿戴设备、可卷曲显示屏等领域。相较于传统的利用合成材料制备的电子产品，绿色柔性电子使用的材料和制造工艺较为环保，能够减少资源浪费和电子垃圾的产生，有利于保护自然环境。“如果这项工作将来投入到实际应用的话，可以在医疗、健康监测、智能家居、物联网等多个领域，给大家的生活带来更好的体验和便利。”她说。
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