基于碳纳米管及其复合材料的柔性应变传感器研究进展

压阻式应变传感器常被用于监测结构部位的变形状况,通过将捕获到的机械信号转变为电信号,从而实现对应变的监测。考虑到监测对象的结构和实际应用,压阻式应变传感器需要具备一定的柔性,以此实现弯曲或可拉伸界面的应变监测,为制备出对应变敏感度高、耐用性强、不易损坏且能够在承受多次循环负载后依然具备良好性能的应变传感器,近年来导电层所使用的传感材料成为研究热点。碳纳米管具有特殊的性质并且与金属导电材料银、铜等或碳系导电材料中的石墨烯、炭黑等相互掺杂有显著的增强效果,因此在制备高性能的柔性应变传感器中有着巨大的潜力。本文综述了近年来为了提高应变传感性能而使用碳纳米管及其复合材料所制备的柔性应变传感器的研究现状,介绍了相关应变传感机制以及碳纳米管基应变传感器在各领域的应用,并讨论了碳纳米管基柔性应变传感器所面临的挑战。

1-3型OPCM应变传感元件的传感机理研究

本文构造了正交异性压电复合材料（ＯＰＣＭ）应变传感元件．从理论上推导了ＯＰＣＭ传感元件检测平面应变场中任意方向应变的力－电耦合方程，用实验手段对ＯＰＣＭ元件的压电正交异性效应进行了验证．实验证明仅当压电相的极化方向与元件的受力面平行时， ＯＰＣＭ元件具备压电正交异性之特性．