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變傳感器

來源：安徽貝意克設備技術有限公司 2021年09月24日 17:15

隨著可穿戴智能電子設備的快速發(fā)展，迫切需要高性能的柔性應變傳感器。本文中，河南科技大學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）納米復合材料，并設計用于應變傳感應用。使用索氏提取技術成功構(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)建了三維導電網(wǎng)絡。因此，基于多孔結(jié)構(gòu)和典型的協(xié)同導電網(wǎng)絡，可以很好地調(diào)節(jié)基于CNT-GR / PDMS的應變傳感器的可拉伸性和靈敏度。

基于位于細胞骨架外層和內(nèi)層的脆性協(xié)同導電網(wǎng)絡的破壞作用以及不同應變范圍內(nèi)相鄰細胞之間的接觸效應，制備的基于CNTs-GR / PDMS的應變傳感器表現(xiàn)出優(yōu)異的應變系數(shù)。此外，這種材料還具有超低的檢測限（0.5％應變），快速的響應時間（60毫秒），良好的穩(wěn)定性和耐用性（10,000個循環(huán)）以及與頻率/應變有關的傳感性能，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的應變傳感器連接到皮膚上，以檢測各種人體運動，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備中的廣闊應用前景

2小結(jié)

使用索氏提取技術成功制備了具有協(xié)同導電網(wǎng)絡的多孔CNTs-GR / PDMS納米復合材料。所制備的基于CNTs-GR / PDMS的應變傳感器可以有效地用于大規(guī)模人體運動和微妙的生理信號的實時監(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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