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新型多孔柔性材料：高回彈性、低滯后且多功能，提升凝膠傳感器的精度
文章來源：賢集網(wǎng)     更新時間：2022-05-10 15:06:41
柔性傳感器因其優(yōu)異的拉伸性能、導(dǎo)電性和貼合性而被廣泛應(yīng)用于健康診斷、運動監(jiān)測和人機交互等領(lǐng)域。



然而，由于軟材料固有的粘彈性，柔性傳感器在動態(tài)加載過程中無法快速恢復(fù)其原始形狀，導(dǎo)致柔性傳感器的信號滯后較大，嚴重影響了柔性傳感器的監(jiān)測精度。如何快速準確地制造具有低滯后的柔性傳感器仍然是一個挑戰(zhàn)。



中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所（FJIRSM）吳立新教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在《化學(xué)工程》雜志上發(fā)表的一項研究中，開發(fā)了一種高回彈性、低滯后和多功能的多孔柔性材料，特別適用于光固化 3D 打印離子凝膠傳感器。


基于富含氫鍵的丙烯酸酯單體和離子液體，研究人員制備了一種具有快速聚合速率的光敏樹脂，用于多孔離子凝膠柔性傳感器（PIFS）的數(shù)字光處理（DLP）打印，以及可變形的 Alan Schoen 的 I 包裹封裝（IWP） ) 晶格在 PIFS 中被引入以提高柔性傳感器的彈性。



實驗結(jié)果表明，在70%應(yīng)變下循環(huán)壓縮500次后，晶格結(jié)構(gòu)PIFS的殘余應(yīng)變幾乎為0，且磁滯回線幾乎重疊，表明PIFS具有優(yōu)異的回彈性和抗疲勞性能。高彈性和耐用性使 PIFS 具有低滯后 (2.4%)，在長期循環(huán)加載期間提供可靠的傳感信號。晶格結(jié)構(gòu)的引入也使得PIFS具有更高的壓力靈敏度（0.45 kPa-1）。


研究人員還利用 3D 打印技術(shù)的可自由設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計和打印具有定制結(jié)構(gòu)的 PIFS，用于監(jiān)測脈搏、手指、步態(tài)和手腕運動。



此外，PIFS玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低（-45.8攝氏度），可在低溫環(huán)境下穩(wěn)定工作。它還具有抗菌特性和對溫度變化的快速響應(yīng)，可以監(jiān)測溫度變化，證明PIFS是一種多功能的柔性傳感器。



本研究通過使用 3D打印技術(shù)在傳感器中設(shè)計晶格結(jié)構(gòu)，解決了柔性傳感器的滯后問題。

原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_509556.html
來源：賢集網(wǎng)
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