前言

近年来，具有高灵活性和高灵敏度的可穿戴电子传感器引起了广泛的关注和各种潜在的应用，特别是在人类行为监测方面，如手指弯曲、手腕弯曲和语音识别。灵活的可穿戴传感器可分为应变传感器、压力传感器、温度传感器和湿度传感器。其中，应变传感器主要将导电传感材料与柔性聚合物基底结合，通过将拉伸变化转化为电阻或电流变化来实现传感。目前，导电纳米材料的应用促进了柔性应变传感器的发展。应用于应变传感器的纳米材料主要包括一维(1D)材料(如金属纳米线、碳纳米管等)和2D材料(如石墨烯、硫化钼(MoS2)等)。

研究内容

浙江理工大学的研究人员开发了一种以PBT MB弹性无纺布为基底的可穿戴式应变传感器。PBT MB弹性无纺布具有较高的弹性、拉伸性和柔韧性，是应变传感器的必要基材。探索了应变传感器对手指、手腕和肘部等巨大身体运动以及包括面部表情和声音振动识别在内的细微生理信号的响应行为，以评估灵敏度、可重复性和持久性。希望这次尝试能够为基于非织造布的应变传感器的制作提供一种新的思路，并拓展其在可穿戴传感器上的应用。

实验方法

用扫描电子显微镜观察了纯PBT MB和应变传感器的形貌。为了更好地成像，样品表面溅射了一薄层金。x射线衍射从5°到70°记录2θ，每一步有50°的步长。样品的拉伸性能由通用拉伸试验机(3699S3164，INSTRON，美国)以10毫米/分钟的速率和40毫米的标距进行评估。组装的应变传感器的所有传感性能使用尺寸为40 * 10 * 0.1毫米3的系统源计(型号2400，Keithley，美国)进行评估。所有测量均在室温下进行。

rGO/AgNWs@PBT MB应变传感器制作工艺示意图。

PBT MB、rGO@PBT MB、AgNWs@PBT MB和rGO/AgNWs0.9@PBT MB应变传感器的XRD图谱。

rGO/AgNWs@PBT MB应变传感器照片，用两个绝缘夹固定。

rGO/AgNWs@PBT MB应变传感器电阻机制的相对变化。

结论

研究人员通过超声处理在聚对苯二甲酸丁二醇酯表面负载了一种简单、经济、高传感性能的rGO/AgNWs@PBT MB应变传感器。研究了锗酸盐和镓氮的浓度比对甲基溴基应变传感器综合性能的影响。当rGO和AgNWs的浓度比为1:0.9时，应变传感器具有最优异的性能，具有1829的高GF(应变从80%到90%)，快速响应时间(0.37秒)和稳定性好，适合检测手指、手腕、肘部弯曲等各种身体动作。此外，这种应变传感器还可以检测到一些细微的人体动作，如声带振动和面部表情。可以认为，基于非织造布的应变传感器具有灵敏度高、应变范围大、响应时间快等优点，在可穿戴电子产品中显示出巨大的应用潜力。

https://doi.org/10.1016/j.sna.2020.112174。