儀器儀表商情網(wǎng)報(bào)道 柔性可穿戴傳感器主要致力于感應(yīng)和監(jiān)測(cè)各種人體活動(dòng),在運(yùn)動(dòng)感應(yīng)、個(gè)人健康監(jiān)測(cè)、智能機(jī)器人和人機(jī)交互方面都有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的應(yīng)變傳感器,如基于金屬箔以及半導(dǎo)體的傳感器,由于不具有很好的柔性以及可探測(cè)范圍很小(<5%),所以無法應(yīng)用于柔性可穿戴傳感器。一些納米材料由于具有很好的機(jī)械柔性以及導(dǎo)電性,開始被應(yīng)用于各式柔性的應(yīng)變傳感器,如碳納米管、石墨烯和金屬納米線。盡管取得了一些進(jìn)展,但現(xiàn)今仍然存在兩個(gè)主要的問題:一是難以同時(shí)獲得高的靈敏性和大的感應(yīng)范圍;另一個(gè)是當(dāng)前的柔性傳感器大多功能單一,例如只能感應(yīng)拉伸應(yīng)變,無法同時(shí)感應(yīng)彎曲、扭轉(zhuǎn)等其他變形,因此不適用于對(duì)復(fù)雜而精細(xì)的人體活動(dòng)的感應(yīng)。
近期,中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員孫靜帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)成功地制備了基于石墨烯材料的高靈敏度柔性纖維傳感器,在柔性可穿戴感應(yīng)領(lǐng)域尤其是可穿戴式人體生理活動(dòng)監(jiān)測(cè)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。該工作發(fā)表于期刊Advanced Materials,已申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利一項(xiàng)。
該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種類似于壓縮彈簧的特殊纖維結(jié)構(gòu),并利用石墨烯作為敏感導(dǎo)電材料,制備了一種可以感應(yīng)拉伸、彎曲以及扭轉(zhuǎn)變形的柔性纖維傳感器(圖1)。


此項(xiàng)工作一經(jīng)發(fā)表便引起國(guó)際關(guān)注,Materials Views 在近期的科技新聞中做了專題報(bào)道。
該項(xiàng)工作得到了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委、上海市自然科學(xué)基金委和中科院上海硅酸鹽所創(chuàng)新項(xiàng)目的資助。