可穿戴应变传感器在人体运动监测中引起了越来越多的兴趣,甚至用于检测小的生理信号,如关节运动和脉搏。长期稳定地监测水下人体运动仍然是一个显著的挑战,因为电子设备在潮湿的环境中可能会失效。
近日,福州大学Jianying Huang,Yuekun Lai,延世大学Cheolmin Park制作了一种创新的超疏水无线织物应变传感器。
文章要点
1)研究人员首先通过浸涂法在可拉伸针织物上涂覆一层氧化石墨烯纳米片。用氢碘酸(HI)还原后,将导电织物浸入制备的PDMS微米/纳米颗粒分散体中,沉积一层分级PDMS结构,从而赋予导电织物超疏水性。
2)所制备的超疏水应变传感器的接触角(CA)高达156 °,即使在大变形(拉伸至200%并弯曲80 °)后仍保持稳定。此外,制作的样品在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。
3)由于PDMS MPs的粘附性,在20%的应变范围下经历830次循环的连续拉伸和释放后,应变传感器表现出可忽略的相对电阻变化(∆R/R0)。此外,由于创新的分层PDMS涂层,样品的透气性保持了83%。同时,所得样品表现出优异的耐摩擦性和化学稳定性。
4)最后,研究人员进行了一系列水下测试,包括长时间或瞬态的水下振动监测,水下手指弯曲检测,以及不同类型的液滴从不同高度撞击。当与无线蓝牙系统连接时,制备的超疏水应变传感器可用于监测游泳并在可能溺水的情况下发出警报。
参考文献
Tianxue Zhu, et al, A Breathable Knitted Fabric-Based Smart System with Enhanced Superhydrophobicity for Drowning Alarming, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c08325
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c08325