前言

柔性应变传感器作为柔性电子学中不可缺少的元件，近年来因其在电子皮肤、人机界面、健康监测和软机器人学中的广泛潜在应用而受到极大关注。基于裂纹扩展机理的柔性应变传感器有多种类型，电阻率，电容，自供电等。与其他类型的传感器相比，电阻应变传感器因其结构简单和高应变系数而受到广泛关注。理想的柔性应变传感器应具有一些关键性能参数，如高GF、宽传感范围、良好的耐用性和实际应用的快速响应时间。另外，在人体生理信号监测的具体应用中，对于能够很好贴合人体皮肤的传感器，要求透气性、轻薄性。

研究内容

上海大学的研究人员提出了一种基于MXene/尼龙织物的应变传感器，采用简单的浸泡工艺。尼龙织物比其他织物更轻、更薄，表现出更好的拉伸性能，已用于能紧密贴合人体的丝袜和紧身衣。该传感器结合了MXene优异的导电性、亲水性和大比表面积的优点，以及尼龙织物良好的透气性和拉伸性能。所制备的应变传感器在20 %的应变范围内显示出GF = 24.35的灵敏度、优异的循环稳定性(> 500次循环)和在水中浸泡后的良好稳定性。这种应变传感器不仅可以检测人体关节的运动，还可以检测肌肉收缩。此外，他们还制作了一个套筒形应变传感器，可以紧贴在人体手臂上，感知人体关节和肌肉活动的运动信号。

实验方法

将尼龙织物清洗、干燥，并切成长度为8厘米、直径为8厘米的圆柱形。PDMS预聚物和交联剂以10∶1的重量比混合，然后搅拌约10分钟。混合物均匀分布在特定的玻璃基板上，通孔为2*5 cm2。然后将PDMS在100℃下固化10分钟。之后，将织物平铺在半固化的PDMS上，让PDMS渗透到织物中，将织物包裹起来。加热30分钟后，获得图案化的织物。最后，将套筒放入MXene悬浮液中以获得图案化电极。

柔性应变传感器的制作工艺、结构及MXene/尼龙织物的表征。

基于MXene的非拉伸尼龙织物网络扫描电镜图像。

柔性应变传感器在各种生理信号检测中的应用。

套管应变传感器在各种生理信号检测中的应用。

结论

研究人员结合尼龙织物和MXene的优点，开发了一种基于MXene/尼龙织物的低成本、柔性、透气的应变传感器。应经过500次循环测试，该传感器仍能保持良好的性能，表明该传感器具有优异的循环耐久性。此外，该传感器还具有良好的稳定性，即使在洗涤后也能灵敏地检测应变。由于其高性能、良好的灵活性和电气稳定性，该传感器用于检测人体的各种运动信号，如手腕弯曲、肌肉收缩和嘴巴运动。此外，提出了一种可穿戴套筒应变传感器来检测人体的运动。该应变传感器对人体穿着表现出很高的舒适性和透气性，并可编织成人体服装，显示出其在可穿戴电子产品中的广泛应用潜力

https://doi.org/10.1016/j.sna.2020.112192。