随着物联网和人工智能技术的发展,柔性可拉伸应变传感器在监测人体生理活动及目标物体运动方面有着广泛且重要的应用,但目前仍难以实现规模化制备信号线性高灵敏度响应的聚合物基柔性传感器。受节肢动物特殊的体形构造及肢体传感功能的启发,本工作从聚合物加工角度提出了一种在纤维表面形成具有应力集中效果微结构的仿生型表面结构工程策略,用于规模化制备软-硬交替型芯-鞘聚合物纤维基电子薄膜材料。利用芯(TPU)-鞘(PS)纤维的内外层力学性质的差异(如模量不匹配)来制造应力集中效应,从而调节传感器对外界刺激响应的灵敏度和线性度。所制备的仿生型柔性传感器在检测人体皮肤表皮扰动、曲率变化、声波振动和有机溶剂蒸汽等方面表现出优异的响应特性,而且向芯层添加荧光物质后还可实现可视化应变检测功能,有望用于基础设施结构破损监测。
Jin Jia, Jun-Hong Pu, Jun-Hong Liu, Xing Zhao, Kai Ke*, Rui-Ying Bao, Zheng-Ying Liu, Ming-Bo Yang, Wei Yang*, Surface Structure Engineering for Bionic Fiber-Based Sensors toward Linear, Tunable and Multifunctional Sensing, Materials Horizons, 2020, 10.1039/D0MH00716A.录用时间: 2020.06.30, 全文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/MH/D0MH00716A#!divAbstract