华东理工大学：石墨烯/PANI@ENR复合材料组装的应变传感器，用于人体运动监测
2023年05月25日
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柔性应变传感器是可穿戴电子产品的核心之一。目前，开发具有高拉伸性、灵敏度和长期稳定性的柔性应变传感器仍然很困难。
华东理工大学Jinyu Sun等研究人员在《Sens. Actuator A Phys》期刊发表名为“Ultra-highly Sensitive Graphene/Polyaniline@Epoxidized Natural Rubber Strain Sensors for Human Motion Monitoring”的论文，研究将聚苯胺（PANI）涂覆在环氧化天然橡胶（ENR）纳米球表面得到PANI@ENR纳米球，然后与石墨烯（GN）片机械共混制备GN/PANI@ENR复合材料。由PANI和GN组成的复合导电网络赋予复合材料优异的机械、机电和应变传感性能。
应变传感测试表明，ENR复合材料在270%的应变范围内具有29671.7的超高应变系数。同时，复合材料表现出优异的循环稳定性，超过2500次循环。此外，GN/PANI@ENR应变传感器可以实时监测人体的大应变（手指、手腕、肘关节和膝关节弯曲）和小应变（声带振动、脉搏、面部肌肉运动的应变），表明在可穿戴柔性电子产品中具有广泛的潜在应用。
综上所述，将GN直接分散在PANI@ENR乳液中制备了GN/PANI@ENR复合材料。GN/PANI@ENR应变传感器不仅可以监测人体关节的大应变运动，还可以精确监测声带振动和脉冲等小应变运动。所有这些优异的结果表明，GN/PANI@ENR复合材料可以作为人体运动监测、人机交互和其他可穿戴电子设备的应变传感器。
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