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新型多孔柔性材料：高回彈性、低滯后且多功能，提升凝膠傳感器的精度

文章來源：賢集網更新時間：2022-05-10 15:06:41

柔性傳感器因其優異的拉伸性能、導電性和貼合性而被廣泛應用于健康診斷、運動監測和人機交互等領域。

然而，由于軟材料固有的粘彈性，柔性傳感器在動態加載過程中無法快速恢復其原始形狀，導致柔性傳感器的信號滯后較大，嚴重影響了柔性傳感器的監測精度。如何快速準確地制造具有低滯后的柔性傳感器仍然是一個挑戰。

中科院福建物質結構研究所（FJIRSM）吳立新教授領導的研究小組在《化學工程》雜志上發表的一項研究中，開發了一種高回彈性、低滯后和多功能的多孔柔性材料，特別適用于光固化 3D 打印離子凝膠傳感器。

基于富含氫鍵的丙烯酸酯單體和離子液體，研究人員制備了一種具有快速聚合速率的光敏樹脂，用于多孔離子凝膠柔性傳感器（PIFS）的數字光處理（DLP）打印，以及可變形的 Alan Schoen 的 I 包裹封裝（IWP） ) 晶格在 PIFS 中被引入以提高柔性傳感器的彈性。

實驗結果表明，在70%應變下循環壓縮500次后，晶格結構PIFS的殘余應變幾乎為0，且磁滯回線幾乎重疊，表明PIFS具有優異的回彈性和抗疲勞性能。高彈性和耐用性使 PIFS 具有低滯后 (2.4%)，在長期循環加載期間提供可靠的傳感信號。晶格結構的引入也使得PIFS具有更高的壓力靈敏度（0.45 kPa-1）。

研究人員還利用 3D 打印技術的可自由設計結構設計和打印具有定制結構的 PIFS，用于監測脈搏、手指、步態和手腕運動。

此外，PIFS玻璃化轉變溫度低（-45.8攝氏度），可在低溫環境下穩定工作。它還具有抗菌特性和對溫度變化的快速響應，可以監測溫度變化，證明PIFS是一種多功能的柔性傳感器。

本研究通過使用 3D打印技術在傳感器中設計晶格結構，解決了柔性傳感器的滯后問題。

原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_509556.html
來源：賢集網
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