DOI:10.1002/admt.202000550

制造技术的飞速发展为新型传感结构和设备的可扩展制备提供了巨大的机遇。在此，作者探讨了近场静电纺丝在柔性应变传感器制备中的应用。通过理论建模，首先验证了通过将网格状设计引入应变传感器的传感层可以获得较强的各向异性响应。遵循该指导原则，利用近场静电纺丝技术制备周期和厚度可控的聚氨酯网格，并用导电银纳米线进一步修饰网格。通过调整聚氨酯网格的结构和银纳米线的密度，可以在高应变（200％）下获得高应变系数（GF=338.47），这表明该柔性应变传感器结合了最佳传感和拉伸性能。与理论模型非常吻合，应变传感器仅对沿电极方向的应变敏感，而对垂直方向的应变不敏感。基于这一特征响应，应变传感器在区分手部运动和监测生理信号方面具有出色的能力，这表明该传感器在机器人视觉和假体中具有广阔的应用前景。

图1.a）用于仿真的网络模型。此处，路径1、2和3是网络顶面上相应位置的线，如红色、黄色和绿色线所示。建立坐标系以说明方向和位置。网络沿x方向拉伸。b）在100％应变下模拟网络的等效应变分布。c）路径1、2和3相对于网络中心平面沿y轴的方向变形。路径的上半部分以白色背景显示，路径的下半部分以灰色背景显示。d）沿着中心平面上的中心线（即，x轴）比较薄膜和网络之间的等效应变。

图2.制备过程：a）导电PU/AgNW网络的制备过程。插图：已编程的载物台移动路径。通过改变相对位置来控制载物台的移动。载物台应首先沿黑色路径移动，然后沿橙色路径移动，以完成一个循环。b）近场静电纺丝图像。c）PU网络的照片。d）PU网络的高度轮廓。AgNWs喷涂e）之前和f）之后一个结的SEM图像。g）PU/AgNW网络在0％、100％和200％应变下的照片。

图3.a）层压传感器结构，其中Ecoflex作为封装层，银浆作为电极，PU网络作为传感材料。b）应变传感器的图像。c）当应变分别沿x轴和y轴加载时，网络的电阻变化。d）薄膜和网络在应变下的电阻变化。

图4.AgNW溶液浓度的影响。涂有1mL a）1.25，b）2.5，c）5和d）7.5 mg mL-1 AgNW溶液的PU表面的SEM图像。e）（a）至（d）所示样品的I-V曲线。f）涂有不同浓度AgNWs的PU网络的电阻变化。

图5.电流应变传感器的规格系数和最大可拉伸性。

图6.a）附着在人手腕部位的应变传感器系统的弯曲和拉伸情况的图示。b）传感器系统在弯曲（顶部）和拉伸（底部）下收集的信号。在弯曲下，只有传感器1发出强信号，而在拉伸下，只有传感器2发出强信号。c）应变传感器收集的呼吸信号。d）应变传感器收集的表皮脉冲信号。