重庆大学《Adv Mater》:用于人体运动检测的环保型多功能石墨烯-真丝织物应变传感器

2019-11-22
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本文要点:


石墨烯-丝绸织物应变传感器的低成本,环保且易于制造的过程可以简单地扩展到其他纺织品上,以制备多功能且可穿戴的设备。


1成果简介 


可穿戴设备正在广泛的应用中进行深入研究,尤其是在人体运动检测领域。本文中,制造了石墨烯改性的丝织物应变传感器,并报道了其令人满意的性能,包括高灵敏度和对人体的舒适贴合性。氧化石墨烯通过真空过滤涂覆在丝织物上,并通过热压法进行还原,与化学还原相比,所获得的丝织物应变传感器具有良好的压阻性并且对环境更加友好。同时,与其他应变传感器相比,丝织物应变传感器表现出线性且高电阻随应变增加的变化率。此外,织物传感器还具有其他出色的性能,包括循环稳定性,防紫外线,和疏水性。由于上述优点,改进的真丝织物传感器可以与织物缝合在一起,并具有检测人体运动的潜力。


2图文导读 


图1、石墨烯改性纺织品的特征。


图2、RGOSF应变传感器的性能。


表1. 当前不同角度下应变为10%的石墨烯-丝绸织物传感器之间的传感能力比较


图3、石墨烯-丝织物应变传感器的机电性能


图4、RGOSF应变传感器在检测人体运动中的应用


图5、RGOSF应变传感器的SEM图像。


图6、石墨烯-丝织物应变传感器的机理。


3小结 


在这项研究中,通过环保的热压方法制造石墨烯-丝绸织物应变传感器。沉积在丝织物上的氧化石墨烯被转化为石墨烯,从而赋予织物传感器导电性。它是超敏感的,在10%的应变范围内具有124的最大GF,并且显示出良好的线性。结果发现,不同方向的真丝织物的力学性能和结构对RGO层中微裂纹的产生有很大影响,这有助于RGOSF应变传感器在不同方向上的独特传感性能。此外,RGOSF应变传感器还具有出色的稳定性和耐用性,因为即使清洗后也几乎没有性能下降。与此同时,我们的石墨烯-丝绸织物在某种程度上具有多功能性,并具有防紫外线和疏水性。可以将多功能RGOSF应变传感器与织物缝制在一起,以进行直接的人体运动检测,从而作为人体运动检测的可穿戴电子设备具有重要的潜在应用前景。




文献:

Environmentally‐Friendly and Multifunctional Graphene‐Silk Fabric Strain Sensor for Human‐Motion Detection

https://doi.org/10.1002/admi.201901507



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来源:文章来自Adv Mater网站,由材料分析与应用整理编辑。


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