基于SBS的多功能应变传感器在接口自组装上,具有用于人类运动识别和热管理的协同导电网络
Hanlin Song1, Xushen Lu1, Yuxin He1,2
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang, Henan 471023, P.R. China.
ACS applied materials & interfaces
|December 17, 2025
概括
这项研究引入了一种新的石墨烯-碳纳米管 (Gr-CNTs) / styrene-butadiene-styrene (SBS) 复合膜,用于灵活的应变传感器. 创新的Gr-CNTs/SBS复合膜为各种应用提供高灵敏度和广泛的检测范围.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 基于 styrene-butadiene-styrene块共聚合物 (SBS) 的灵活应变传感器在灵敏度,多功能性,制造和成本方面面临限制.
- 现有的传感器很难满足实际应用的需求,这些应用需要高性能和多功能性.
研究的目的:
- 为先进的灵活应变传感器制定一个简单的制造策略.
- 为了提高基于SBS的传感器的灵敏度,响应范围和多功能功能.
- 为了解决当前灵活应变传感器技术的局限性.
主要方法:
- 通过油水界面自组装制造石墨烯碳纳米管 (Gr-CNTs) /SBS复合膜 (GCSCF).
- 在一个SBS表面上选择性嵌入Gr-CNT混合导电粒子,在另一个表面上创建绝缘层.
- 在Gr-CNT嵌入的表面上通过预拉伸工艺引入微裂纹结构.
主要成果:
- 格力和CNT的协同导电网络提供了广泛的响应范围.
- 微裂纹结构提高了灵敏度,在110-132.5%的应变范围内达到63,932的最大度因子 (GF).
- 该GCSCF传感器展示了广泛的应变检测范围 (0.05-132.5%),快速响应/恢复时间 (126/112毫秒),以及人类运动检测,电子皮肤和水下信号传输的能力.
- 还观察到卓越的朱尔热管理和温度传感能力.
结论:
- 开发的Gr-CNTs/SBS复合膜为高性能柔性应变传感器提供了一个有前途的解决方案.
- 简单的制造方法和增强的性能克服了当前传感器技术的关键挑战.
- 传感器的多功能性扩展到人机交互,电子皮肤和先进信号传输中的应用.
