曼大研發出抗擠壓高度透氣可穿戴應變傳感器

近日，英國曼徹斯特大學李翼、香港理工大學鄭子健等通過原位生長法和聚合物輔助金屬沉積法，在粘膠纖維基底上生長銅，構建了一種透氣性較高、不受壓力/彎折影響的應變傳感器。此類傳感器的制造方法可以迅速擴展到任何導電和彈性紗線上，為高性能、無封裝、抗彎曲和壓力干擾的應變傳感器低成本、大規模制造開辟新的道路，相關研究成果發表在《Advanced Functional Materials》雜志上。

該傳感器采用y+方向的銅沉積粘膠紗線和x+方向的彈力紗線制造而成，彈力紗線的高彈性和銅沉積粘膠紗線的優異導電性使其具有出色的應變傳感能力。研究表明，其加載—卸載滯后性非常小，響應時間達到≈50 ms，可滿足一般應變傳感的應用需求。為了進一步判斷該傳感器的穩定性和耐用性，研究人員在3000個周期中以0.5Hz的頻率對傳感器施加50%的應變，其電響應在整個疲勞過程中僅有輕微波動，表現出出色的穩定性和耐用性。

同時，該傳感器的多孔結構使其具有優異的空氣、蒸汽和水分滲透性，這對其舒適性至關重要。并且研究人員測試了傳感器在寬濕度、溫度范圍內的電響應，結果表明，傳感器能在相對濕度≈39.28%下保持穩定。當溫度從23.2℃到40.1℃變化時，傳感器的電氣輸出不會發生顯著變化，從而確保傳感器能夠檢測身體運動，而不會受到一定溫度范圍的干擾。

該傳感器可以很好地縫合到衣物上，進行日常傳感應用，識別人類活動。微小的身體運動，如咀嚼、喉嚨振動以及呼吸，可以迅速且精確地由傳感器感應。此外，傳感器還可以完成對行走和跑步期間膝關節運動的監測等，在運動訓練、體育比賽和康復練習中具有巨大的應用潛力。