可穿戴应变传感器在人体运动监测方面引起了越来越多的兴趣,甚至用于检测关节运动和脉搏等微小的生理信号。然而,长期稳定地监测水下人体运动仍然是一个显著挑战,因为电子设备可能会在潮湿环境中失去效力。鉴于此,福州大学黄剑莹、赖跃坤和延世大学Cheolmin Park等人采用氧化石墨烯和聚二甲基硅氧烷微/纳米颗粒浸渍制备了超疏水导电针织聚酯织物应变传感器。
本文要点:
(1)首先,在可拉伸针织物上浸涂一层氧化石墨烯(GO)纳米片。经氢碘酸(HI)还原后,将导电织物浸入制备的PDMS微/纳米粒子分散体中,沉积一层分层的PDMS结构,使导电织物具有超疏水性。制备的超疏水应变传感器的接触角(CA)高达156°,在大变形(拉伸到200%,弯曲80°)后仍能保持稳定。此外,制备的样品在1-50%的拉伸范围内表现出有效的传感性能,并具有快速的电信号响应。由于PDMS MPs的粘附性,应变传感器在20%的应变范围下连续拉伸和释放830个周期后,显示出可以忽略的相对电阻变化(ΔR/R0)。此外,因分级的PDMS涂层,样品的透气性保留了83%。同时,得到的样品表现出良好的摩擦阻力和化学稳定性。
(2)在传感性能方面,针对一系列水下试验,包括水下长时间或瞬态振动监测、水下手指弯曲检测以及不同高度不同类型液滴撞击,应变传感器均表现出快速而明显的响应。这款无线应变传感器结合了针织涤纶织物的超疏水性和导电性及其耐穿性和拉伸性。当与无线蓝牙系统连接时,该传感器可远程监测游泳等水上运动,并可以在溺水情况下发出警报。
参考文献:
Tianxue Zhu, Yimeng Ni, Kaiying Zhao, Jianying Huang, Yan Cheng, Mingzheng Ge, Cheolmin Park, and
Yuekun Lai. A Breathable Knitted Fabric-Based Smart System with Enhanced Superhydrophobicity for Drowning Alarming. ACS Nano 2022DOI:10.1021/acsnano.2c08325
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c08325