DOI:10.1002/admt.202000550
制造技術的飛速發展為新型傳感結構和設備的可擴展制備提供了巨大的機遇。在此，作者探討了近場靜電紡絲在柔性應變傳感器制備中的應用。通過理論建模，首先驗證了通過將網格狀設計引入應變傳感器的傳感層可以獲得較強的各向異性響應。遵循該指導原則，利用近場靜電紡絲技術制備周期和厚度可控的聚氨酯網格，并用導電銀納米線進一步修飾網格。通過調整聚氨酯網格的結構和銀納米線的密度，可以在高應變（200％）下獲得高應變系數（GF=338.47），這表明該柔性應變傳感器結合了最佳傳感和拉伸性能。與理論模型非常吻合，應變傳感器僅對沿電極方向的應變敏感，而對垂直方向的應變不敏感。基于這一特征響應，應變傳感器在區分手部運動和監測生理信號方面具有出色的能力，這表明該傳感器在機器人視覺和假體中具有廣闊的應用前景。
圖1.a）用于仿真的網絡模型。此處，路徑1、2和3是網絡頂面上相應位置的線，如紅色、黃色和綠色線所示。建立坐標系以說明方向和位置。網絡沿x方向拉伸。b）在100％應變下模擬網絡的等效應變分布。c）路徑1、2和3相對于網絡中心平面沿y軸的方向變形。路徑的上半部分以白色背景顯示，路徑的下半部分以灰色背景顯示。d）沿著中心平面上的中心線（即，x軸）比較薄膜和網絡之間的等效應變。
圖2.制備過程：a）導電PU/AgNW網絡的制備過程。插圖：已編程的載物臺移動路徑。通過改變相對位置來控制載物臺的移動。載物臺應首先沿黑色路徑移動，然后沿橙色路徑移動，以完成一個循環。b）近場靜電紡絲圖像。c）PU網絡的照片。d）PU網絡的高度輪廓。AgNWs噴涂e）之前和f）之后一個結的SEM圖像。g）PU/AgNW網絡在0％、100％和200％應變下的照片。
圖3.a）層壓傳感器結構，其中Ecoflex作為封裝層，銀漿作為電極，PU網絡作為傳感材料。b）應變傳感器的圖像。c）當應變分別沿x軸和y軸加載時，網絡的電阻變化。d）薄膜和網絡在應變下的電阻變化。
圖4.AgNW溶液濃度的影響。涂有1mL a）1.25，b）2.5，c）5和d）7.5 mg mL-1 AgNW溶液的PU表面的SEM圖像。e）（a）至（d）所示樣品的I-V曲線。f）涂有不同濃度AgNWs的PU網絡的電阻變化。
圖5.電流應變傳感器的規格系數和最大可拉伸性。
圖6.a）附著在人手腕部位的應變傳感器系統的彎曲和拉伸情況的圖示。b）傳感器系統在彎曲（頂部）和拉伸（底部）下收集的信號。在彎曲下，只有傳感器1發出強信號，而在拉伸下，只有傳感器2發出強信號。c）應變傳感器收集的呼吸信號。d）應變傳感器收集的表皮脈沖信號。
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