基于多孔聚二甲基硅氧烷與碳納米管和石墨烯混合的可穿戴應(yīng)變傳感器

來源：安徽貝意克設(shè)備技術(shù)有限公司 2021年09月24日 17:15

隨著可穿戴智能電子設(shè)備的快速發(fā)展，迫切需要高性能的柔性應(yīng)變傳感器。本文中，河南科技大學(xué)Yuxin He等研究人員在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊發(fā)表名為“Wearable Strain Sensors Based on a Porous Polydimethylsiloxane Hybrid with Carbon Nanotubes and Graphene”的論文，研究將碳納米管（CNT）和石墨烯（GR）用于填充柔性多孔聚二甲基硅氧烷（CNT-GR / PDMS）納米復(fù)合材料，并設(shè)計(jì)用于應(yīng)變傳感應(yīng)用。使用索氏提取技術(shù)成功構(gòu)建了典型的微孔結(jié)構(gòu)，并且連接的CNT和GR在多孔骨架中構(gòu)建了三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。因此，基于多孔結(jié)構(gòu)和典型的協(xié)同導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，可以很好地調(diào)節(jié)基于CNT-GR / PDMS的應(yīng)變傳感器的可拉伸性和靈敏度。

基于位于細(xì)胞骨架外層和內(nèi)層的脆性協(xié)同導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的破壞作用以及不同應(yīng)變范圍內(nèi)相鄰細(xì)胞之間的接觸效應(yīng)，制備的基于CNTs-GR / PDMS的應(yīng)變傳感器表現(xiàn)出優(yōu)異的應(yīng)變系數(shù)。此外，這種材料還具有超低的檢測限（0.5％應(yīng)變），快速的響應(yīng)時(shí)間（60毫秒），良好的穩(wěn)定性和耐用性（10,000個(gè)循環(huán)）以及與頻率/應(yīng)變有關(guān)的傳感性能，從而使其在檢測過程中具有活性。檢測各種外部環(huán)境。最后，將制備的基于多孔CNTs-GR / PDMS的應(yīng)變傳感器連接到皮膚上，以檢測各種人體運(yùn)動(dòng)，例如手腕彎曲，手指彎曲，肘部彎曲和膝蓋彎曲，從而證明了在智能可穿戴設(shè)備中的廣闊應(yīng)用前景

2小結(jié)

使用索氏提取技術(shù)成功制備了具有協(xié)同導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的多孔CNTs-GR / PDMS納米復(fù)合材料。所制備的基于CNTs-GR / PDMS的應(yīng)變傳感器可以有效地用于大規(guī)模人體運(yùn)動(dòng)和微妙的生理信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，顯示出其在有前途的可穿戴智能電子產(chǎn)品中的巨大潛力。

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