盡管柔性傳感器在可穿戴電子產品和軟體機器人等新興領域引起了廣泛關注，但在實際應用中必須考慮其穩定性，尤其是外部因素對傳感性能的影響。在此，研究者通過結合靜電紡絲和超聲錨固技術，開發了一種具有超疏水性和高靈敏度應變響應的可回收柔性傳感器。所構建的分層網絡結構由無氟超疏水多壁碳納米管和納米顆粒增強的多孔彈性體膜基底組成。所獲得的傳感器具有優異的應變傳感性能，具體表現為超高靈敏度（最大應變系數為12172.46）、80ms的快速響應時間和出色的耐用性（10000次循環）。基于這些突出優勢，該應變傳感器可以在不受惡劣環境干擾的情況下檢測各種人體運動。此外，超疏水膜可以與電子設備結合用于天氣監測和水下傳感。值得注意的是，損壞的傳感器可以通過少量環己烷快速溶解，從而實現材料回收。可回收多功能膜可以減少對環境的潛在污染，在復雜環境中具有很好的應用前景。
圖1.（a）超疏水膜的制備過程示意圖。（b）SEBS和OTS的化學結構。（c）改性MWCNTs與SEBS膜之間相互作用的示意圖。
圖2.（a）柔性電子設備的循環過程示意圖。（b）膜復合材料在環己烷中的溶解，然后通過靜電紡絲進行再生。插圖：再生膜的SEM圖像。
圖3.SEBS和CSLC膜的俯視SEM圖像和（c）高倍率SEM圖像。（d）CSLC應變傳感器中C、O和Si的相應EDS映射。
圖4.（a）SEBS、SC和CSLC膜的FT-IR光譜。（b）CSLC和SEBS膜的XPS光譜以及（c）C1s和（d）Si2p XPS峰。
圖5.（a）CSLC膜的低液滴附著力。（b）CSLC膜從0°彎曲到180°期間水接觸角的變化。插圖：CSLC膜表面的球形水滴；彎曲角度分別為0、30和160°。（c）當CSLC膜從0%拉伸到300%時水接觸角的變化。插圖：CSLC膜表面的球形水滴，應變分別為0、100和200%。（d）200%應變下0-500次拉伸循環中水接觸角的變化。插圖：原始CSLC膜（左）和拉伸至200%的膜（右）。（e）CSLC膜上不同pH值液滴的接觸角。插圖：CSLC膜表面上不同pH值的球形液滴。
圖6.（a）應變傳感器的靈敏度隨應變的增加而變化。插圖：0-60%應變。（b）循環拉伸-釋放試驗中1至50%應變下的電阻變化。插圖：1-5%應變。（c）在0-50%應變的循環拉伸-釋放試驗中，應變傳感器在不同應變率下的傳感性能。（d）應變傳感器的響應和恢復時間。（e）在0-10%應變下進行10000次拉伸-釋放循環期間應變傳感器的穩定性。
圖7.超疏水CSLC應變傳感器在人體運動中的傳感應用。（a）不同程度的手指彎曲。（b）在潮濕、酸、堿以及（c）完全浸入水中等惡劣環境下的手指彎曲。（d）人臉模型圖片。（e-i）應變傳感器在檢測細微動作中的響應曲線，包括（e）眨眼、（f）微笑和（g）臉頰隆起時的輕微面部肌肉運動，（h）閱讀不同單詞時的聲帶運動，以及（i）氣流。
圖8.薄膜應變傳感器在水下實時檢測中的應用。（a）液滴監測裝置。（b）不同下落高度的液滴落在設備上的示意圖。（c）小雨、中雨、大雨時傳感器的相對電阻值。（d,e）應用該裝置檢測由電子鳥觸發的振動。（f-g）應用該設備檢測魚觸發的振動。
圖9.（a）當乳液通過CSLC復合納米纖維膜時，油/水乳液和相應濾液的照片。CSLC復合納米纖維膜在不同壓力下對Span80穩定油包水乳液進行10個過濾循環的分離效率：（b）重力；（c）8kPa的外力。
微信二維碼
