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【復(fù)旦大學(xué)：基于碳納米管復(fù)合材料的可拉伸和可壓縮柔性應(yīng)變傳感器】 同時(shí)可拉伸和可壓縮的柔性應(yīng)變傳感器在包括可穿戴領(lǐng)域在內(nèi)的許多應(yīng)用中是非常受歡迎的。然而，制造這種具有廣泛感應(yīng)范圍的雙重功能的傳感器仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。研究通過在基于碳納米管和聚（苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯）（SEBS）的高拉伸彈性復(fù)合材料中巧妙地引入定向孔，并采用環(huán)己烷作為凍干溶劑，制造了一種可同時(shí)拉伸和可壓縮的泡沫應(yīng)變傳感器。 SEBS的高拉伸性和孔隙帶來的豐富的可壓縮空間賦予了由此產(chǎn)生的柔性泡沫傳感器同時(shí)具有高拉伸性（250%）和壓縮性（-50%）的特性。由于出色的柔性特征，該泡沫傳感器能夠同時(shí)監(jiān)測多種人體運(yùn)動(dòng)，如雙向的手腕彎曲、膝蓋彎曲、腳步聲等。泡沫傳感器可以將人的手勢信號加密為電信號并傳輸給機(jī)器，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，這可以大大拓寬柔性應(yīng)變傳感器在智能傳感領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
綜上所述，通過對CNTs/SEBS的環(huán)己烷溶液進(jìn)行定向冷凍干燥，并在其表面鍍上CNTs，制備了一種可同時(shí)拉伸和壓縮的柔性泡沫應(yīng)變傳感器。獲得的傳感器（SEBS/CNTs@CNTs）擁有優(yōu)良的彈性以及豐富的高方向性的孔隙結(jié)構(gòu)，這使得SEBS/CNTs@CNTs可以方便地變形，在同一樣品中同時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的拉伸傳感（250%）和壓縮傳感（-50%）。另一種不同形狀的SEBS/CNTs@CNT泡沫傳感器甚至在800%的超高應(yīng)變下實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的周期性信號輸出，這有利于要求傳感器可拉伸和壓縮的應(yīng)用，尤其是高度可拉伸的應(yīng)用。
由于SEBS/CNTs@CNT在大范圍傳感中具有良好的柔韌性和穩(wěn)定的電氣機(jī)械性能，它被用于監(jiān)測人體的各種彎曲、拉伸和壓縮運(yùn)動(dòng)，在醫(yī)療保健和運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的可穿戴設(shè)備潛力。此外，SEBS/CNTs@CNTs可以將不同的人體手勢信號加密成信息并傳輸給計(jì)算機(jī)，方便地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，這拓寬了柔性應(yīng)變傳感器在智能應(yīng)用領(lǐng)域的途徑。
來源：傳感器專家網(wǎng)
