棉织物/聚二甲基硅氧烷复合介电层柔性压力传感器制备

针对织物基柔性压力传感器制备过程中存在工艺复杂、成本高等问题,提出在平纹棉织物上下表面贴附等宽叉指形铜箔,并采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)封装织物及铜箔电极,制得织物基电容式柔性压力传感器的方法,对传感器阵列单元截面微观形貌进行观察并对传感器性能进行测试。结果表明,传感器具有PDMS包覆织物纤维特殊微结构复合介电层;在0~0.75、0.75~125及125~580 kPa范围内,灵敏度分别为8.66×10^(-3)、0.94×10^(-3)和0.43×10^(-3)kPa^(-1),传感器最大可检测限达580 kPa,最大迟滞约5.5%,具有良好的重复性及稳定性;对其柔性及触觉分析发现,该传感器可清晰识别并反馈弯折不同角度及手指间歇触压的过程。

基于喷墨打印技术的织物基湿度传感器研究

用聚(4-乙烯吡啶)(P4VP)与光刻胶SU-8混合液浸涂织物,在120℃的烘箱中处理20min进行交联反应,制得织物基底,采用喷墨打印技术将0.5g/mL的AgNO_(3)溶液在织物表面打印出线宽0.5mm、间隙宽度0.5mm的叉指电极图案,Ag;作为活化剂启动化学镀铜,在织物表面沉积形成铜层电极,将0.06g/mL PVA和0.03g/mL KOH混合制得PVA/KOH湿敏聚合物,并涂布在铜叉指电极上形成PVA/KOH湿敏聚合物薄膜,在100℃温度下干燥20min得到湿度传感器。利用扫描电镜对叉指电极的镀铜形貌进行表征,用四探针测试仪测量铜镀层的方阻仅为176mΩ/,用柔性测试系统对样品的耐弯性、附着稳定性进行研究,利用计时安培法测试了湿度传感器的电化学性能。结果表明:P4VP/SU-8改性、AgNO_(3)催化镀铜可以提高织物基镀铜层的导电性和附着力,从而使涂布PVA/KOH湿敏层聚合物制得的湿度传感器具有耐弯性、稳定性和高灵敏性。

基于人体臂部的连续动态服装压力预测模型及准确性表征方法

通过建立人体臂部与弹性压力臂套的三维有限元模型,对弹性压力臂套的穿套过程及人体肘关节着装后屈曲的2种工况进行数值模拟,计算得到人体臂部软组织外表面及弹性压力臂套随时间变化的等效应力;基于此数据建立线性回归模型,选取均方根误差作为线性回归模型表征指标,以用于表征织物基传感器测试的准确性。最后对模型进行应用,在有限元模型中选取臂部肘关节外侧屈曲点处,提取此处随时间变化的应力曲线,基于曲线上的特征点建立线性回归模型;选取2种柔性传感器,将其缝制在与模型屈曲点处同样的位置,测试匀速屈肘时的电信号数据,并通过力电耦合模型将电信号转换为应力值。选取均方根误差(RMSE)作为表征线性回归模型的指标,对2种传感器测试数据进行分析,结果显示其中一款传感器的测试值的回归效果与真实值的差距较小,可以认为此传感器运用于肘部弯曲测试准确度更高,效果更好。

智能可穿戴柔性压力传感器的研究现状与发展趋势

探讨国内外可穿戴柔性压力传感器的研究进展。分析当前柔性压力传感器的缺陷和在智能纺织品中应用的局限性因素。系统阐述柔性织物基压力传感器的制备、工作原理、结构、工艺与性能,重点探讨柔性织物基压阻式、电容式、压电式压力传感器和三维织物基压力传感器的传感性能,总结柔性织物基压力传感器开发、应用研究中需要解决的问题。结果表明,柔性织物基压力传感器及其结构的创新研究在智能可穿戴领域具有推动性作用。

聚偏氟乙烯柔性传感器的发展及应用

综述聚偏氟乙烯(PVDF)柔性传感器的研究现状、应用领域及主要发展方向,介绍PVDF与其他材料进行复合后的应用,指出将新型纺织技术用于PVDF的加工可开发出电性能优越的柔性元件,为智能纺织品的发展提供新思路。

自供电可穿戴智能纺织品研究进展

先进的自供电技术与可穿戴智能纺织品工艺的相结合,促进了新一代可穿戴智能纺织品和基于人工智能系统的可穿戴智能平台的快速发展和深入研究。与传统的传感器与可穿戴纺织品相比,可穿戴智能纺织品轻质便携、功能性强的特点使其在未来的发展和产业化的推进将具有更大的机遇与挑战。首先介绍了用于可穿戴智能纺织品的自供电技术的基本机理和发展历程,然后针对不同的自供电技术,详述了各自的优缺点。其次,介绍了用于自供电可穿戴智能纺织品的导电材料、聚合物介质材料与纺织结构,主要包括材料种类、应用场景、发展历程和突出优势等方面。然后,介绍了自供电可穿戴智能纺织品的潜在应用,主要包括应急电源、医疗健康、人机交互和安防监测等领域。最后,针对自供电可穿戴智能纺织品目前存在的困难与关键性挑战,对其未来发展和应用需求做了展望。