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[導(dǎo)讀] (文章來(lái)源:OFweek) 近年來(lái),高分子納米自組裝研究備受關(guān)注。高分子與納米粒子可以自發(fā)地形成穩(wěn)定有序的結(jié)構(gòu),形成具有新奇電、光、熱、力等功能和特性的自組裝材料。高分子與納米粒子的自組

(文章來(lái)源:OFweek)

近年來(lái),高分子納米自組裝研究備受關(guān)注。高分子與納米粒子可以自發(fā)地形成穩(wěn)定有序的結(jié)構(gòu),形成具有新奇電、光、熱、力等功能和特性的自組裝材料。高分子與納米粒子的自組裝不僅呈現(xiàn)出豐富的形貌,而且也賦予了高分子自組裝體動(dòng)態(tài)的功能。

電阻型應(yīng)變傳感器可以通過(guò)監(jiān)測(cè)電阻測(cè)量形狀變化,具有制備簡(jiǎn)單、檢測(cè)方便、耗能低的優(yōu)勢(shì),可廣泛應(yīng)用于可穿戴設(shè)備與健康醫(yī)療監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。商業(yè)化的金屬應(yīng)變片作為傳統(tǒng)的電阻型應(yīng)變傳感器,其測(cè)量范圍通常小于5%形變,遠(yuǎn)不能滿足可穿戴設(shè)備的要求(人體皮膚最大形變超過(guò)50%以上)。

常用的電阻型應(yīng)變傳感器是將高分子彈性體與納米導(dǎo)電粉末混合起來(lái)制成復(fù)合材料。其原理是利用拉伸形變下導(dǎo)電粉末之間的接觸斷開(kāi),從而導(dǎo)致電阻增加。該方法很靈敏,但是應(yīng)變與電阻變化很難成正比關(guān)系,且響應(yīng)滯后,因此難以用于準(zhǔn)確測(cè)量。

基于以上問(wèn)題,南開(kāi)大學(xué)劉遵峰、史林啟團(tuán)隊(duì),制備出了一種雙層褶皺結(jié)構(gòu)的電阻型應(yīng)變傳感器。通過(guò)對(duì)高分子彈性體纖維預(yù)拉伸,然后在高分子彈性體表面自組裝彈性體薄層和碳納米管薄層,再釋放預(yù)拉伸。利用“釋放預(yù)拉伸”過(guò)程中的誘導(dǎo)作用,構(gòu)建了“褶皺彈體層”+“褶皺碳納米管”的“雙層褶皺”結(jié)構(gòu),制備了大形變電阻型應(yīng)變傳感器。

據(jù)介紹,該“雙層褶皺”結(jié)構(gòu)在拉伸下,褶皺之間的接觸減小,從而導(dǎo)致褶皺之間接觸電阻增大,材料整體的電阻在大形變范圍內(nèi)(200%)隨應(yīng)變呈線性增加。該傳感器可用于監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng),肢體彎曲和人體呼吸等,并表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。

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