碳纳米管具有独特的结构和优异的性能（CNTs）以石墨烯为代表的新型碳纳米材料在聚合物纳米复合材料领域引起了广泛的研究兴趣。近日，由中国科学院新疆物理化学研究所研究员马鹏程领导的复合材料研究团队在数控泡沫材料的制备和应用方面取得了一系列进展。部分科研成果已申请国家发明专利并获得授权。柔性传感器件三维聚合物纳米复合材料的研究成果发表在复合材料的科学技术上。这项研究工作得到了国家“千人计划”、支持自然科学基金和中国科学院精细化工产业化联盟。
研究人员以廉价的商业聚合物泡沫材料为模板，同时控制催化剂的原位生成、聚合物模板的部分热裂解去除和纳米材料的生长，实现数控泡沫的高效和可控生长。马鹏程说：“我们得到的纳米泡沫材料具有优异的结构稳定性、疏水性和吸附性，能吸附30~80倍的有机溶剂和未聚合的液体聚合物树脂。此外，该方法还可以制备任何形状的CNT泡沫，为制备相应的聚合物纳米复合材料提供了极大的便利。
同时，研究人员充分利用数控泡沫孔结构和吸附性能，以聚二甲基硅氧烷为基础，结合树脂自浸润法制备三维聚合物纳米复合材料，研究材料的机电性能，发现材料具有独特的阻力效应，基于三维聚合物纳米复合系统开发柔性应变传感器件。
研究人员利用自己开发的扫描电镜-微原位力学测试装置，研究了应力条件下上述设备的实时微断裂行为，发现设备的电阻行为与导电填料CNT泡沫骨架的变化、内部裂纹的产生和扩展有关，并从微观形状和结构变化的角度解释了传感材料的力电耦合行为。
柔性应变传感器可以多种方式结合实际应用，如电子皮肤显示材料的应力分布、接入电路指示材料的应变状态等，在可穿戴设备、柔性电子显示、能源存储等领域具有广阔的应用前景。
