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基于微裂纹结构的超灵敏可拉伸应变传感器用于运动监测
Microsystems & Nanoengineering ( IF 7.3 ) Pub Date : 2022-09-29 , DOI: 10.1038/s41378-022-00419-6 Hao Sun 1, 2 , Xudong Fang 1, 2, 3 , Ziyan Fang 1, 2 , Libo Zhao 1, 2, 3 , Bian Tian 1, 2, 3 , Prateek Verma 4 , Ryutaro Maeda 1, 2 , Zhuangde Jiang 1, 2
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更新日期:2022-09-29
Microsystems & Nanoengineering ( IF 7.3 ) Pub Date : 2022-09-29 , DOI: 10.1038/s41378-022-00419-6 Hao Sun 1, 2 , Xudong Fang 1, 2, 3 , Ziyan Fang 1, 2 , Libo Zhao 1, 2, 3 , Bian Tian 1, 2, 3 , Prateek Verma 4 , Ryutaro Maeda 1, 2 , Zhuangde Jiang 1, 2
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柔性应变传感器是智能可穿戴设备的有希望的候选者。在以往的研究中,虽然基于裂纹的传感器由于其超高的灵敏度而引起了很多关注,但大应变通常会导致导电路径出现断裂。由于不稳定的裂纹结构,灵敏度和工作应变范围之间的权衡仍然是一个挑战。由于碳纳米管 (CNTs) 和银纳米线 (AgNWs) 可以与热塑性基材形成牢固的界面,并在水分蒸发过程中通过毛细力增强导电网络,因此通过真空辅助过滤将 CNTs 和 AgNWs 沉积在电纺 TPU 纤维垫上。工作。预拉伸处理构建了微裂纹结构,赋予传感器宽工作范围(0~171%应变)的综合特性,4在 102~135% 应变范围内,> 11 × 10 4在 135~171% 应变范围内),响应时间快(~65 ms),滞后小,耐久性好(> 2000 次循环)。随后,对传感器的传感机理进行了研究。详细阐述了基于“岛桥”结构的分布式微裂纹扩展,分析了其对传感器应变传感行为的影响。最后,该传感器被组装用于监测各种振动信号和人体运动,展示了其在电子皮肤和人体健康监测领域的潜在应用。
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