柔性可穿戴多功能传感器在健康监测、电子皮肤和有害气体检测方面发挥着至关重要的作用。在兼具出色传感性能的同时,如何制备具有实用性能的电子设备,以提高佩戴舒适度和对恶劣环境的适应性,仍然是一项挑战。
近期,吉林大学孙鹏教授等报告了一种基于PA6复合纤维的多功能传感器,它对不同的外部刺激具有出色的灵敏度。对于触觉传感器,研究者通过引入间隔层成功地调整了灵敏度和线性范围,将线性度提高了21.6倍。得益于复杂而丰富的纤维结构,多层纤维基氨气传感器具有较高的灵敏度和较低的检测极限。这种多功能传感器充分利用了其外部疏水性PA6/PS复合纤维和内部吸湿性PA6纳米纤维的双重特性,有效增强了其抗湿性。此外,该传感器的透气性和防水性使其有望用于降雨监测、水下脉搏/行为监测等。值得注意的是,本研究还设计了一个无线水下监测系统,证实了水下呼救的可行性,进一步证明了该类传感器在水下通信中的潜在适用性。
图1.多功能传感器的制备和结构。
图2.PA6多层复合纤维的表征。
图3.多层纤维基触觉传感器的传感性能。
图4.多层纤维基NH3传感器的传感性能。
图5.多功能传感器的实用特性。
图6.多层纤维基触觉传感器的实际应用。
图7.(a)无线水下探测系统示意图。(b)轻触后,传感器会产生一个信号,显示在智能手机应用程序中。(c)利用无线水下探测系统在水下发送“SOS”信号。
该工作以“Waterproof Breathable Multifunctional Flexible Sensor for Underwater Tactile Sensing and Ammonia Gas Monitoring”为题发表在《Nano Energy》(DOI:10.1016/j.nanoen.2023.108881)上。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108881