近日, 中國科學院深圳先進技術研究院先進材料研究中心汪正平院士與孫蓉研究員領導的先進電子封裝材料創新科研團隊, 研發出一種具有低成本, 高可拉伸性, 高靈敏度等功能特性的柔性可拉伸應變感測器材料, 並成功實現對人體運動行為的即時監測.
研究成果《通過電沉積法製備的基於微裂紋機理的鎳/石墨烯包覆的聚氨酯海綿三元雜化材料用於高靈敏度可穿戴柔性應變感測器》線上發表在材料領域期刊Journal of Materials Chemistry C(DOI: 10.1039/c7tc03636a)上.
可穿戴柔性應變感測器已經成為未來發展智能材料的重點研究方向, 其在人機交互系統, 電子皮膚, 人體運動行為監測系統等領域具有廣闊的應用前景. 其中, 可拉伸性及靈敏度是應變感測器材料重要的性能指標, 如何在實現高可拉伸性的同時大幅度提高靈敏度仍然是目前面臨的一個挑戰.
該團隊成員韓飛和張國平副研究員等利用聚氨酯海綿, 經過數次吸附還原過程製得導電性良好的石墨烯包覆聚氨酯海綿, 然後通過電沉積方法, 在其表麵包覆一層帶有微裂紋的金屬鎳, 最後利用柔性聚合物封裝方式製備出了鎳/石墨烯包覆的聚氨酯海綿柔性應變感測器.
該製備方法簡單, 成本低, 同時將電化學方法引入了感測器的製備中, 提高了其靈敏度. 該柔性應變感測器具有良好的性能: 寬應變範圍, 高靈敏度, 快速響應時間, 高可靠性(1000次拉伸及彎曲迴圈).
此外, 該感測器成功應用於人體手指彎曲活動監測以及面部肌肉拉伸監測等方面, 充分展示了其在柔性可穿戴電子設備領域的良好應用價值.