盡管織物基壓相姐力傳感器已經(jīng)取得了一系列重要舞靜進(jìn)展,但是導電物質與纖維之間的兼容性差、黏附度弱,易導緻在摩擦、洗厭黃滌時(shí)導電塗層破裂和脫落,使傳感器的導電性下降,破壞其長(cháng用呢)期穩定性,縮短壽命。
近期,東華大學(喝如xué)研究團隊基于碳納米管(CNTs)和雙組分纖維非織造材料時線制備了低成(chéng)本且可批量化生産的3上不D全織物壓阻傳感器。其由多層全織物結構組成(chéng),呈現照外出優異的傳感性能(néng)、良好(hǎo)的柔韌性和透氣性,可用于人體生命機房活動(如脈搏、關節運動等)以及食指彎訊房曲運動的無線監測。在可穿戴電子、健康監測、人機交互等新興領他信域展現出廣闊的應用前景。
研究人員以聚乙烯(PE自舊)切片和親水性切片(含量為5 wt.%)為鞘層了離,聚丙烯(PP)切片為芯層,將(jiāng)工業化紡絲成(chéng)網與關還熱風粘合技術相結合制備了親水性PP-PE雙組分紡粘非織吃個造材料(PP-PE NWs),冷能再通過(guò)浸漬方法和原位熱焊接技術將多動(jiāng)CNT網絡固定在PP-PE纖維的表面(miàn低美),多層疊加制備出3D全織物壓阻傳感器。PP-PE纖維的樂城芯鞘截面(miàn)結構經(jīng)熱風處廠有理後(hòu),相鄰纖維間形成媽有(chéng)了粘合點,呈現出良好(hǎo)的機械性能行個(néng),滿足可穿戴壓阻傳感器的知商需求。
&劇河nbsp; 研究發(fā)現,熱焊接溫度低(120 校村℃),CNT難嵌入PP-PE纖維,導緻CNT/PP-PE術信 NWs的耐摩擦和耐水洗色牢度差;熱焊接溫度過(guò)高(1舞計40 ℃),使大部分PE與CNT導電網絡混合,耐摩擦和耐水洗色牢度強,但絕爸好緣性的PE會(huì)阻隔CNT網絡的相互連接,導緻CNT/PP討但-PE NWs的電阻明顯增大。因此,1區黃30 °C為最佳熱焊接溫度。
研究人員發(fā)能錯現當CNT/PP-PE NWs的數量從1金暗增至7時(shí),傳感器的靈敏度明顯提高,透氣性從1382.12愛的 mm/s降低至465.57 mm/s。為了準确獲取人體在務的生命活動,當設定CNT/PP-PE NWs的層數為5時(shí),傳習電感器顯示出高靈敏度,良好(hǎo)的透氣性,優異的樹空穩定性。
研究人員將(jiā有鐵ng)該壓力傳感器固定于人體身體的不同部位,成(chéng)功獲取了人體說開生理信号(如脈搏、呼吸頻率和咳嗽)關能和運動信号(如肌肉收縮和膝關節彎曲)。
得兵 據悉,該項研究以“Low?Cost, Sc船暗alable Fabrication of亮北 All?Fabric Piezoresi亮離stive Sensors via B個化inder?Free, In?Situ Welding of計學 Carbon Nanotubes on Bicompo短刀nent Nonwovens”為題發(fā)表在Advanced Fiber Materials上。
(來源:Advanced Fibe筆書r Materials)
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