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華東理工大學:石墨烯/PANI@ENR復合材料組裝的應變傳感器,用于人體運動監(jiān)測

更新時間:2025-03-09   點擊次數:92次

柔性應變傳感器是可穿戴電子產品的核心之一。目前,開發(fā)具有高拉伸性、靈敏度和長期穩(wěn)定性的柔性應變傳感器仍然很困難。


華東理工大學Jinyu Sun等研究人員在《Sens. Actuator A Phys》期刊發(fā)表名為“Ultra-highly Sensitive Graphene/Polyaniline@Epoxidized Natural Rubber Strain Sensors for Human Motion Monitoring"的論文,研究將聚苯胺(PANI)涂覆在環(huán)氧化天然橡膠(ENR)納米球表面得到PANI@ENR納米球,然后與石墨烯(GN)片機械共混制備GN/PANI@ENR復合材料。由PANI和GN組成的復合導電網絡賦予復合材料優(yōu)異的機械、機電和應變傳感性能。

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應變傳感測試表明,ENR復合材料在270%的應變范圍內具有29671.7的超高應變系數。同時,復合材料表現出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性,超過2500次循環(huán)。此外,GN/PANI@ENR應變傳感器可以實時監(jiān)測人體的大應變(手指、手腕、肘關節(jié)和膝關節(jié)彎曲)和小應變(聲帶振動、脈搏、面部肌肉運動的應變),表明在可穿戴柔性電子產品中具有廣泛的潛在應用。


綜上所述,將GN直接分散在PANI@ENR乳液中制備了GN/PANI@ENR復合材料。GN/PANI@ENR應變傳感器不僅可以監(jiān)測人體關節(jié)的大應變運動,還可以精確監(jiān)測聲帶振動和脈沖等小應變運動。所有這些優(yōu)異的結果表明,GN/PANI@ENR復合材料可以作為人體運動監(jiān)測、人機交互和其他可穿戴電子設備的應變傳感器。


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