机电接口在确定可拉伸应变传感器的性能方面起着关键作用。弹性体基底的固有机械特性阻碍了机电接口的有效调制，这限制了可拉伸应变传感器的进一步发展。

近日，电子科技大学Taisong Pan，Yuan Lin，江西理工大学Tiedong Cheng展示了手性拉胀超材料（CAM）在可拉伸应变传感器的基底应变工程中的实现。

文章要点

1）该装置的基板被设计为核壳结构，其中CAM作为“机械核”来调节“弹性体壳”的变形。

2）凭借手性网格布局的旋转对称几何形状，CAM 显示出各向同性拉胀效应，并且能够在不选择性施加应变方向的情况下调节变形。 CAM刚度的调整使得基板的泊松比可从0.37到-0.25进行配置，从而使传感器的灵敏度全方位增强，高达53倍。在从 0 到 135° 变化的拉伸方向上捕获电阻变化对所施加应变的一致响应。

3）通过跟踪活性材料层中的裂纹扩展，还讨论了利用 CAM 进行基底应变工程的机制。作为概念验证，研究人员展示了具有核壳设计的可拉伸应变传感器在生理监测和变形定位中的应用。由于CAM的调节作用，可以检测到径向脉搏、喉咙振动、关节运动、脸颊肿胀、颈部运动等小变形和大变形的生理信号。此外，展示了一种可实时识别跳跃位置和偏移方向的智能蹦床原型，用于体操训练。

参考文献

Taiqi Hu, et al, Omnidirectional Configuration of Stretchable Strain Sensor Enabled by the Strain Engineering with Chiral Auxetic Metamaterial, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c08624

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c08624