西安工程大学:研发碳纳米管/木质素碳纳米纤维的环保灵敏应变传感器

柔性应变传感器具有良好的柔韧性,易于与纺织品或人体皮肤结合,因此在智能可穿戴设备领域蓬勃发展,具有良好的应用前景。然而,所选用的传感层材料普遍对环境不友好,拉伸范围和灵敏度也有待进一步提高。因此,制备绿色环保、拉伸范围大、灵敏度高的应变传感器成为我们目前研究的重点。木质素是自然界中含量第二高的绿色生物质聚合物,对开发绿色应变传感器具有重要意义。


研究通过电纺丝、预氧化和碳化制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)/木质素基碳纳米纤维(LCNFs)。具体来说,将水溶性木质素磺酸钠(SLS)和聚乙烯醇(PVA)混合,并使用MWCNT作为功能填料。然后将 MWCNTs/LCNFs 涂覆在聚氨酯(PU)薄膜上,制成生物质应变传感器。


制备传感层所用的原料和溶剂丰富且环保,由于LCNFs和MWCNTs的协同作用,所制备的传感器具有拉伸范围宽、灵敏度高、重复性好的优点。在0–160%和160–240%的应变范围内,GF分别为137.3和2746.4,并且能够保持良好的重复性(超过10 000次拉伸循环)。此外,该传感器在人体活动监测和手机蓝牙信号传输方面表现良好,表明该传感器在智能穿戴设备领域具有非常好的应用前景。

来源:传感器专家网

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