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柔性應變傳感器是可穿戴電子產品的核心之一。目前,開發具有高拉伸性、靈敏度和長期穩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異的機械、機電和應變傳感性能。
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,復合材料表現出優異的循環穩定性,超過2500次循環。此外,GN/PANI@ENR應變傳感器可以實時監測人體的大應變(手指、手腕、肘關節和膝關節彎曲)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測人體關節的大應變運動,還可以精確監測聲帶振動和脈沖等小應變運動。所有這些優異的結果表明,GN/PANI@ENR復合材料可以作為人體運動監測、人機交互和其他可穿戴電子設備的應變傳感器。
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