武漢紡織大學顧紹金Mater. Lett.：彈性可拉伸導電聚氨酯納米纖維復合材料用于檢測人體運動

DOI: 10.1016/j.matlet.2021.129698

柔性應變傳感器因其在可穿戴設備中的潛在應用而備受關注。然而，開發具有更高拉伸性和更大工作應變范圍的應變傳感器仍然是一個挑戰。在此，借助單寧酸（TA）和可水解的3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）雜化涂層（TA-APTES涂層），在TPU納米纖維氈表面沉積Ag NPs，構建了具有分層銀納米顆粒（Ag NPs）殼和熱塑性聚氨酯（TPU）納米纖維核微結構的導電納米纖維復合材料。所制備的應變傳感器具有較高的拉伸性能，最大應變為565％，靈敏度高，應變系數（GF）約為6886。此外，TPU@（TA-APTES）@Ag NPs復合應變傳感器可用于檢測人體運動。

圖1.制備導電TPU墊的示意圖。

圖2.A）TPU，B）TPU@（TA-APTES）和C）TPU@（TA-APTES）@Ag NPs納米纖維的SEM照片（插圖為放大圖像），C2）TPU@（TA-APTES）@Ag NPs的橫截面形態。

圖3.（a，b）當拉伸速度為2cm/min時，TPU@（TA-APTES）@AgNPs應變傳感器在不同應變下的電阻響應。當拉伸速度為2cm/min時，傳感器在50％應變下進行100次循環的傳感性能。插圖是隨機10個循環的ΔR/R0曲線。（d）所制備的復合材料在不同應變區域的GF。檢測食指關節彎曲（e），腕部彎曲（f），膝關節運動（g），頸部扭曲（h），面頰鼓起（i）的實時相對電阻變化。