由于可穿戴电子设备的快速发展,迫切需要具有高灵敏度、低成本和宽响应范围的柔性压阻传感器。本文,四川大学Jianyu Zhai等研究人员在《ACS Sustainable Chem. Eng.》期刊发表名为“Flexible Waterborne Polyurethane/Cellulose Nanocrystal Composite Aerogels by Integrating Graphene and Carbon Nanotubes for a Highly Sensitive Pressure Sensor”的论文,研究通过简便的溶液混合和冷冻干燥技术制备碳纳米管(CNTs)/石墨烯/水性聚氨酯(WPU)/纤维素纳米晶(CNC)复合气凝胶(CNTs/石墨烯/WC),用于高性能压力传感器。
WPU和CNC被构建为3D结构骨架,CNTs和石墨烯的协同作用有利于提高传感性能。获得的压力传感器具有高度多孔的网络结构、显着的机械性能(76.16 kPa)、高灵敏度(0.25 kPa –1)、超低检测限 (0.112 kPa) 和高稳定性(>800 次循环)。更重要的是,压阻式传感器可以成功地用于检测各种人体运动,如手指弯曲、蹲起、步行和跑步,并通过电信号有效地提取实时信息。此外,CNTs/石墨烯/WC复合气凝胶表现出优异的隔热性能,可长时间承受160°C而不损坏结构。碳纳米管/石墨烯/WC复合气凝胶,由于其隔热性能,赋予传感器在高温环境中的应用潜力。
小结
结果表明,碳纳米管/石墨烯/WC复合气凝胶具有高传感性能和出色的隔热性能,可用作柔性、可穿戴电子产品。