曼大研发出抗挤压高度透气可穿戴应变传感器

近日，英国曼彻斯特大学李翼、香港理工大学郑子健等通过原位生长法和聚合物辅助金属沉积法，在粘胶纤维基底上生长铜，构建了一种透气性较高、不受压力/弯折影响的应变传感器。此类传感器的制造方法可以迅速扩展到任何导电和弹性纱线上，为高性能、无封装、抗弯曲和压力干扰的应变传感器低成本、大规模制造开辟新的道路，相关研究成果发表在《Advanced Functional Materials》杂志上。

该传感器采用y+方向的铜沉积粘胶纱线和x+方向的弹力纱线制造而成，弹力纱线的高弹性和铜沉积粘胶纱线的优异导电性使其具有出色的应变传感能力。研究表明，其加载—卸载滞后性非常小，响应时间达到≈50 ms，可满足一般应变传感的应用需求。为了进一步判断该传感器的稳定性和耐用性，研究人员在3000个周期中以0.5Hz的频率对传感器施加50%的应变，其电响应在整个疲劳过程中仅有轻微波动，表现出出色的稳定性和耐用性。

同时，该传感器的多孔结构使其具有优异的空气、蒸汽和水分渗透性，这对其舒适性至关重要。并且研究人员测试了传感器在宽湿度、温度范围内的电响应，结果表明，传感器能在相对湿度≈39.28%下保持稳定。当温度从23.2℃到40.1℃变化时，传感器的电气输出不会发生显著变化，从而确保传感器能够检测身体运动，而不会受到一定温度范围的干扰。

该传感器可以很好地缝合到衣物上，进行日常传感应用，识别人类活动。微小的身体运动，如咀嚼、喉咙振动以及呼吸，可以迅速且精确地由传感器感应。此外，传感器还可以完成对行走和跑步期间膝关节运动的监测等，在运动训练、体育比赛和康复练习中具有巨大的应用潜力。