【中南大學(xué)：基于海綿的柔性壓力傳感器在可穿戴應(yīng)用中的應(yīng)用】

柔性壓力傳感器為人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)或人機(jī)界面等可穿戴領(lǐng)域的潛在應(yīng)用提供了一個(gè)有吸引力的選擇。對(duì)于柔性壓力傳感器的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)高性能或多功能是近年來(lái)流行的研究趨勢(shì)，例如提高其靈敏度、工作范圍和穩(wěn)定性。具有多孔結(jié)構(gòu)的海綿材料已被證明是開(kāi)發(fā)新型和優(yōu)異柔性壓力傳感器的潛在基材之一。然而，對(duì)于基于海綿的壓力傳感器，要實(shí)現(xiàn)從帕級(jí)到數(shù)百千帕級(jí)的大范圍壓力，仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。如何實(shí)現(xiàn)機(jī)械魯棒性仍然沒(méi)有解決。

本文，中南大學(xué)Linpeng Liu等研究人員研究開(kāi)發(fā)了一種基于多碳納米管（MWCNT）網(wǎng)絡(luò)涂層多孔彈性體海綿的柔性壓力傳感器，該傳感器具有廣泛的范圍和強(qiáng)大的功能，可用于可穿戴應(yīng)用。具體而言，聚氨酯（PU）海綿用作基材基質(zhì)，而浸涂PU/MWCNTs復(fù)合材料用作導(dǎo)電層，在基材和導(dǎo)電材料之間實(shí)現(xiàn)了高度粘合效果，因此獲得了巨大的機(jī)械魯棒性優(yōu)勢(shì)，并且還提高了工作范圍。壓力傳感器顯示的范圍高達(dá)350 kPa，而最小檢測(cè)閾值低至150 Pa。在自行車(chē)或電動(dòng)摩托車(chē)碾壓前后，傳感器具有幾乎相同的響應(yīng)，表現(xiàn)出極大的魯棒性。