基于取向纤维基底和图案化双相金属层的高灵敏应变传感器

• Published in: 东华大学学报（英文版） Vol. 41; no. 1; pp. 1 - 7
• Main Authors: 刘璐, 惠鹏先, 刘飞, 黄莉茜, 蒋秋冉
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 东华大学 纺织面料技术教育部重点实验室,上海 201620 2024; 东华大学 纺织学院,上海 201620
• Subjects: 双相金属; high sensitivity; 高灵敏度; 纤维取向; biphasic metal; patterned sensing layer; strain sensor; 图案化传感层; fiber alignment; 应变传感器
• ISSN: 1672-5220
• DOI: 10.19884/j.1672-5220.202307004

TS101.8; 为了提高液态金属基应变传感器的灵敏度,研究了一种高灵敏度、可拉伸的应变传感器,该传感器由取向的静电纺热塑性聚氨酯纤维基底和图案化双相金属传感层构成.以液态金属Galinstan为"岛",固体金属银为"海",构建了图案化双相金属传感层.银"海"可阻止连续的液态金属导电路径的形成,基于银导电区域的裂纹扩展机制,传感器的灵敏度显著提高.此外,纤维取向(水平或垂直)削弱了在受力时纤维的重新排列,增强了传感层的变形.结果表明,对于单一液态金属层或Ag层组成的传感器,基底纤维垂直取向与随机排列比较,灵敏度分别提高1.09 倍和33.19 倍.最终制成的基于垂直取向纤维基底和图案化双相金属层的应变传感器具有超高的灵敏度(灵敏度系数高达 952.20)和宽传感范围(高达59.33%).这种设计有望在可穿戴设备中显示良好的应用潜力.