武汉纺织大学,佛山市第二人民医院:基于各向异性弹性体离聚物复合材料的应变传感器

近年来,由于柔性可穿戴传感器在个人健康监测、人体运动检测、人造皮肤和软机器人中的应用前景广阔,人们对其日益增长的兴趣引人注目。在各种类型的可穿戴传感器中,电阻型应变传感器由于其简单的制造和高的传感性能而具有竞争力。通常,应变传感器集成了作为支撑材料的软弹性体和作为传感元件的导电部件,以实现机械电转换。尽管有无数基于导电网络的传感器旨在提高传感器性能,但目前的设计主要集中在检测单轴刺激,限制了它们在识别与多自由度运动相关的复杂多维应变方面的适用性。

为了克服单轴应变传感的局限性,已经探索了各种方法来制造具有各向异性机电特性的应变传感器。最常用的策略是在弹性体基体中构建定向导电网络。因此,在设计各向异性应变传感器时,通常使用各种具有各向异性特性的导电填料,如石墨烯和MXene等二维填料,以及碳纳米管(CNTs)、碳纤维和银纳米线等一维填料。这些应变传感器对垂直和平行于填料方向的应变表现出不同的响应。然而,一个重大挑战仍然是实现平衡,以确保应变传感器同时具有各向异性、高灵敏度和宽的监测范围。

来源:传感器专家网