基于石墨烯/聚合物的柔性力敏材料研究进展

石墨烯(G)作为一种性能优异的二维纳米材料,其高电导率、灵活性为柔性力敏材料的发展打下了坚实基础,G/聚合物复合材料可用作高弹性和高灵敏度的柔性传感器。文中从材料结构角度归纳G/聚合物柔性力敏材料的研究进展,总结了逾渗导电网络结构、层状结构、网状G填充柔性基体和G填充于网状聚氨酯海绵结构等多种不同结构类型的柔性力敏材料,并对材料结构与形态、机电性能及应用进行了相应的表征和分析,最后展望了G/聚合物柔性力敏材料领域的挑战与发展趋势。

聚合物/MXene柔性力敏材料制备及应用研究进展

MXene作为一种新型的二维纳米材料,拥有优良的导电性,在柔性力敏材料领域有广泛的应用前景。为了构筑柔性力敏材料,通常将MXene与柔性聚合物或多孔聚合物相结合,从而实现柔性及大形变。柔性力敏材料中,MXene的分布、导电网络结构与形态由制备方法决定,进而决定传感器的类型和应用类型及场合。文中从MXene柔性力敏材料的制备策略角度出发,总结了浸渍法、喷涂法、真空过滤法、冰模板法及其它方法对MXene柔性力敏材料性能的影响,同时归纳了MXene柔性力敏材料在生理信号、细微人体动作、关节运动信号监测以及对信号进行示踪等方面的应用进展。

基于取向结构的聚合物基柔性力敏材料的研究进展

柔性力敏材料是可穿戴材料领域的重要基础材料。与未取向的复合材料相比,具有取向结构的柔性力敏材料拥有更加优异的电学、力敏性及力学性能。文中从制备方法的角度归纳了具有取向结构聚合物基柔性力敏材料的研究进展,包括阵列结构与柔性聚合物复合、静电纺丝法、定向冷冻法及电场取向等,并从形态、结构及电学、灵敏性和力学性能方面对取向结构进行了表征,最后展望了具有取向结构的柔性力敏材料的发展趋势。

循环拉伸-松弛处理对聚二甲基硅氧烷/碳纳米管/碳纤维柔性力敏材料性能影响规律

为了探究循环拉伸-松弛后处理对聚合物基柔性力敏材料性能的影响规律,文中以聚二甲基硅氧烷(PDMS)/碳纳米管(CNTs)/碳纤维(CF)柔性力敏材料为对象,测试其在循环拉伸-松弛处理期间及循环拉伸-松弛处理后电阻值随应变的变化,并从导电填料的局部重新分布的角度进行阐释。结果发现,循环拉伸-松弛处理后复合材料的电阻率降低可达到45%,且应变敏感性提高近4倍。这归因于循环拉伸-松弛处理过程中PDMS分子链段对导电填料的剪切作用使得导电填料经历局部重排,且循环拉伸-松弛过程所施加的应变越大,PDMS分子链段的剪切作用的影响越大,局部重排的效果会越明显。

基于渗流网络的聚合物基柔性应变传感复合材料研究进展

基于渗流网络的柔性导电高分子复合材料具有制备简便、加工性良好、成本低、电学与应变传感性能可调等优点,是构筑柔性应变传感材料的重要方式,也是目前研究的热点。文中首先介绍柔性力敏材料的渗流网络、导电机理、性能参数及相关数值模拟,并详细介绍了逾渗曲线,然后总结了导电填料含量、形貌与维数、导电填料协同作用、填料与基体间的相互作用以及网络形态结构等因素对力敏性能的影响规律,最后展望了基于渗流网络的聚合物基柔性力敏材料的发展趋势。