基于3D导电材料的柔性应力/应变传感器

柔性应力/应变传感器作为智能可穿戴设备的重要组成部分,在人体运动检测、健康监测、机器人和电子皮肤等方面得到了广泛应用。其中,3D导电材料(如气凝胶、海绵和泡沫等)不仅拥有3D互连微结构,还具有优异的可压缩性和导电性,在一定程度上解决了传感器同时拥有高灵敏度和宽检测限的难题。本文根据制备3D导电材料的原材料将其划分为生物质材料、碳材料、聚合物材料、金属纳米材料以及MXene材料五种类型;并总结了3D导电材料的制备方法及其在传感器应用领域的创新与发展;最后讨论了基于3D导电材料的柔性应力/应变传感器的发展前景。

MCMB/MWNT/TPU柔性导电3D打印耗材的制备及压敏特性研究

使用热塑性聚氨酯(TPU)、中间相炭微球(MCMB)、多壁碳纳米管(MWNT)制备了一种柔性导电压敏3D打印耗材,验证了耗材的打印效果并研究了两种碳材料添加比例对柔性导电材料力学性能、导电性能的影响。结果表明,加入两种碳材料皆能有效提高材料的导电性,MWNT与MCMB可在TPU基体中共同构建导电网络并互相起协同作用,当MWNT与MCMB添加量均为12%时,材料的电导率达到0. 842 S/cm。为了研究材料的力敏特性,选用含9%MWNT、6%MCMB (型号为9T-6B)的复合材料进行了压力敏感性能实验。结果表明,材料受压力越大其体积电阻值越小,当压力卸载后电阻值发生回弹,说明材料对压力具有一定的敏感性,并且在约400次0~90 N压力循环加载的情况下仍能保持良好的敏感性,所制备的复合材料有望结合3D打印技术制备不同复杂结构的柔性力敏感电子器件。