納米纖維基應變傳感器可檢測人體動作

納米纖維基應變傳感器可檢測人體動作

11月24日，記者獲悉，武漢紡織大學王棟教授課題組通過熔融相分離法制備了連續的束狀彈性POE納米纖維，巧妙地通過控制浸入溶劑體系中的束狀彈性POE納米纖維的分散狀態，使導電銀納米線（Ag NWs）在濃度梯度和毛細管張力的梯度下輕易滲入到納米纖維之間，從而構筑了POE 納米纖維束與Ag NWs相互纏結的三維互穿網絡結構，能輕松實現導電性能可調的連續納米纖維紗線的規?；苽洹?/p>

由于其獨特的雙三維網絡結構，彈性POE納米纖維的拉伸形變迫使貫穿其中的Ag NWs排列發生變化，這種排列變化能迅速引起器件的電阻變化并被電路感知。經測試，經組裝電極獲得的應變傳感器能在0-64%應變范圍內工作，靈敏因子值（GF）最高可達13920，可響應的最小應變為0.065%，發生應變和撤除應變的響應時間分別為10和15 ms。

將納米纖維基應變傳感器直接貼在人體或服飾表面不同部位即可監測人體不同的動作，包括大關節運動，如膝蓋關節運動和手指關節運動；細微人體動作，如人體視角變化和聲帶振動；超輕微人體生理信號，如人體脈搏等。此外，該導電紗線能與傳統服裝經編織集成，例如王棟教授團隊將其與網襪經編織集成后獲得了具有腳腕運動監測能力的網襪，實時監測了測試者踮腳、旋轉與跳躍等動作，得到了相應的周期性響應曲線。這表明了該應變傳感器在人體動作和生理信號監測上可觀的應用前景。

（摘編自高分子科學前沿）