華東理工大學(xué)：石墨烯/PANI@ENR復(fù)合材料組裝的應(yīng)變傳感器，用于人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測

柔性應(yīng)變傳感器是可穿戴電子產(chǎn)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(yīng)變傳感器仍然很困難。

華東理工大學(xué)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(jī)械共混制備GN/PANI@ENR復(fù)合材料。由PANI和GN組成的復(fù)合導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)賦予復(fù)合材料優(yōu)異的機(jī)械、機(jī)電和應(yīng)變傳感性能。

應(yīng)變傳感測試表明，ENR復(fù)合材料在270%的應(yīng)變范圍內(nèi)具有29671.7的超高應(yīng)變系數(shù)。同時(shí)，復(fù)合材料表現(xiàn)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(yīng)變傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測人體的大應(yīng)變（手指、手腕、肘關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)彎曲）和小應(yīng)變（聲帶振動(dòng)、脈搏、面部肌肉運(yùn)動(dòng)的應(yīng)變），表明在可穿戴柔性電子產(chǎn)品中具有廣泛的潛在應(yīng)用。

綜上所述，將GN直接分散在PANI@ENR乳液中制備了GN/PANI@ENR復(fù)合材料。GN/PANI@ENR應(yīng)變傳感器不僅可以監(jiān)測人體關(guān)節(jié)的大應(yīng)變運(yùn)動(dòng)，還可以精確監(jiān)測聲帶振動(dòng)和脈沖等小應(yīng)變運(yùn)動(dòng)。所有這些優(yōu)異的結(jié)果表明，GN/PANI@ENR復(fù)合材料可以作為人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測、人機(jī)交互和其他可穿戴電子設(shè)備的應(yīng)變傳感器。