应变传感器

本文系统地综述了近年来柔性应变传感器用自愈合复合弹性体的研究进展。综述了天然橡胶( NR )、聚二甲基硅氧烷( PDMS )、聚氨酯( PU )等常用自愈弹性体基体及其他新型弹性体。对不同动态连接的特性、导电填料的选择以及关键性能参数进行了详细的总结和讨论，以期为控制传感性能的愈合机制和混合导电网络的合理组合提供参考。我们期望本综述能对开发高性能柔性应变传感器用新型自愈复合弹性体有所启发。

近年来，人们激发了密集的研究，探索碳纳米管( CNTs )在制备新型聚合物传感器复合材料方面的广阔前景。本研究介绍了一种由直纺碳纳米管纤维(纱线)制备的柔性可拉伸复合弹性体的制备及性能，新型CNT纤维/聚二甲基硅氧烷( PDMS )弹性导电复合材料由于其采用浮动催化剂化学气相沉积( FCCVD )法制备的CNTs独特的结构，表现出可逆的两段导电，随着应变从0 %增加到10 % (阶段Ⅰ)，拉伸取向的CNT纤维/ PDMS弹性导电复合材料使CNTs之间的导电通路和接触面积随拉伸距离的增加而不断减小。但是，这种复合弹性体在被拉伸10 %以上的同时，将保持几乎稳定的电阻(阶段Ⅱ)。此外，该复合材料在187次拉伸-释放循环至6 %的预应变水平下电阻变化很小，表现出优异的可拉伸导体性能稳定性和重复性。并对其微观结构、可逆两阶段导电特性及机理进行了讨论。

本工作演示了利用激光辅助的微锥型聚二甲基硅氧烷( PDMS )薄膜封装碲纳米线( Te- NWs ) /纸基器件的制备。虽然在1D Te上发表了多篇报道，但大多局限于建立其性质和研究其作为传感器的行为，对Te- NWs用于物理传感器的研究还未见报道。此外，关于p型光电探测器的报道仍然很少。将制备的具有微锥体结构PDMS薄膜封装的Te- NWs /纸作为应变传感器，与光滑PDMS薄膜相比，其灵敏度显著提高( ~ 60 % )。研制的应变传感器的测量因子约为15.3。此外，采用制备的Te- NWs /纸接触器件作为光电探测器，在可见光区和近红外区的光响应分别为~ 22.5 mAW-1和~ 14.5 mAW-1。此外，该装置在恶劣变形下具有长期的机械稳定性。利用制作的1D Te- NWs /纸装置作为应变传感器监测人体的角运动，成功监测了人体的各种运动，包括手腕弯曲、手指指关节、肘关节。Te-NWs基物理传感器的成功示范和在宽带光电探测器中的应用为碲基柔性可穿戴设备开辟了研究途径。

本工作演示了利用激光辅助的微锥型聚二甲基硅氧烷( PDMS )薄膜封装碲纳米线( Te- NWs ) /纸基器件的制备。虽然在1D Te上发表了多篇报道，但大多局限于建立其性质和研究其作为传感器的行为，对Te- NWs用于物理传感器的研究还未见报道。此外，关于p型光电探测器的报道仍然很少。将制备的具有微锥体结构PDMS薄膜封装的Te- NWs /纸作为应变传感器，与光滑PDMS薄膜相比，其灵敏度显著提高( ~ 60 % )。研制的应变传感器的测量因子约为15.3。此外，采用制备的Te- NWs /纸接触器件作为光电探测器，在可见光区和近红外区的光响应分别为~ 22.5 mAW-1和~ 14.5 mAW-1。此外，该装置在恶劣变形下具有长期的机械稳定性。利用制作的1D Te- NWs /纸装置作为应变传感器监测人体的角运动，成功监测了人体的各种运动，包括手腕弯曲、手指指关节、肘关节。Te-NWs基物理传感器的成功示范和在宽带光电探测器中的应用为碲基柔性可穿戴设备开辟了研究途径。