杭師大材料與化學(xué)化工學(xué)院朱雨田教授團(tuán)隊通過靜電紡絲與超聲負(fù)載相結(jié)合的方法,構(gòu)筑了具有多孔三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和微裂紋結(jié)構(gòu)的柔性可拉伸應(yīng)變傳感材料,相關(guān)研究成果發(fā)表在《Journal of Materials Chemistry A》上。研究人員利用靜電紡絲技術(shù)制備了具有多孔三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚氨酯纖維膜,然后通過超聲負(fù)載方法,在其表面包覆帶有微裂紋結(jié)構(gòu)的碳納米管導(dǎo)電層,最后經(jīng)裁剪、組裝電極制備出了碳納米管包覆的聚氨酯纖維膜柔性可拉伸應(yīng)變傳感材料。該制備方法簡單,成本低,易于大規(guī)模生產(chǎn)。
實驗表明,該多孔三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠賦予該應(yīng)變傳感材料超寬的應(yīng)變檢測范圍(0.05%~600%),同時導(dǎo)電層表面的微裂紋結(jié)構(gòu)可使該材料能夠靈敏地檢測到低至0.05%的微小應(yīng)變刺激,即該柔性可拉伸應(yīng)變傳感材料兼具超寬的應(yīng)變響應(yīng)范圍和超低的應(yīng)變檢測下限。此外,該材料表現(xiàn)出快速響應(yīng)(75 ms)和良好耐久性等優(yōu)異性能,既可以感知琴聲引起的細(xì)微振動,又能夠檢測關(guān)節(jié)運動產(chǎn)生的大應(yīng)變刺激,在可穿戴器件、軟體機(jī)器人、電子皮膚等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用空間。