元素百科介绍科学家在柔性应变传感器研究方面取得的进展。近日,中国科学院合肥物质科学院固体物理研究所研究员费广涛研究小组在柔性应变传感器的制备和力敏特性研究方面取得了新进展,Flexible相关研究成果 strain sensor with high performance based on PANI/PDMS films Organicc发表的题目 Electronics(47 (2017) 51-56)杂志上。

应用传感器敏感材料
随着科学技术的快速发展,传感器已广泛应用于生物医学检测、智能机器人、柔性显示、可穿戴设备等领域。这些领域往往要求传感器具有弯曲和拉伸的特点,能够满足附着在各种不规则表面的需要。此外,一个好的应变传感器也应该具有高灵敏度(GF)、低电阻值的特性。GF过低意味着传感器在检测应变时容易出现信号误差,电阻值过大意味着需要配备高精度和昂贵的测试仪器。
传感器敏感材料的类别
目前研究的柔性应变传感器敏感材料通常有两种:一种是银、碳管、石墨烯等导电材料的传感器,电阻值低,GF低;另一种是以半导体材料为应变敏感材料的传感器,GF高但电阻高。这两种传感器在商业应用中都受到限制。因此,迫切需要设计一种电阻低、GF高的柔性传感器。
聚苯胺(PANI)它是一种导电聚合物材料。质子酸混合后的导电率在金属和半导体之间,可随酸混合浓度而变化。因此,聚苯胺和弹性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)预计将满足低电阻和高GF的要求。基于此,研究小组博士宫欣欣和副研究员方明以PANI为导电层,PDMS为弹性层制备了PANI/PDMS复合膜柔性应变传感器,并研究了传感器的性能。实验结果表明,实验结果表明,PANI/PDMS复合膜传感器具有一定的灵活性,可延伸至50%的应变量,GF值最高可达54,远高于其他材料构建的柔性应变传感器,具有良好的循环稳定性,具有监测人体活动的潜在应用前景。
上述工作由国家重大科研项目和多个国家自然科学基金项目资助。

