超延展柔性應(yīng)變傳感器解決柔性可穿戴電子難題

作為柔性可穿戴電子，器件與柔軟組織間的機械不匹配是該領(lǐng)域需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題之一，發(fā)展具有觸覺功能的仿生電子皮膚柔性感知器件，并實現(xiàn)器件與柔軟組織間的機械匹配性具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。針對上述問題，蘇州納米所張珽研究團隊在國家自然科學(xué)基金等項目基金的資助下，研發(fā)了一種具有褶皺核鞘結(jié)構(gòu)的纖維狀超延展柔性應(yīng)變傳感器，Advanced Science（DOI:10.1002/advs.201800558）對此進行了封面報道。

這種傳感器在全工作范圍內(nèi)有高靈敏度，既可以對微弱應(yīng)變又可以對大應(yīng)變有良好的響應(yīng)。依據(jù)模型，通過預(yù)拉伸—包裹—釋放策略可控的引入褶皺結(jié)構(gòu)，這些褶皺相互接觸構(gòu)成了額外的接觸電流通路。該導(dǎo)電通路會在器件被拉伸的過程中因褶皺分開而發(fā)生明顯的變化，加之鞘層為對應(yīng)變敏感的MWCNT/TPE復(fù)合薄膜，因此該應(yīng)變傳感器在極大的應(yīng)變范圍內(nèi)（＞ 1135%）均具有高靈敏度（GF: 21.3,0%-150%; 34.22, 200%-1135%）。這些優(yōu)異的性能賦予了超延展應(yīng)變傳感器對微小肌肉運動以及大范圍的關(guān)節(jié)運動實時監(jiān)測的能力，同時也可應(yīng)用于植入醫(yī)療，如用于數(shù)字化評定肌腱康復(fù)。