楊海貞 馬闖 魏肅桀 周澤林 田征坤

摘要：碳納米管（CNTs）是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的一維量子材料，由于其優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)和力學(xué)性能，以及在儲能和能量轉(zhuǎn)換裝置、傳感器、儲氫介質(zhì)等許多領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，吸引了各界的廣泛關(guān)注。本文綜述了近年來國內(nèi)外通過靜電紡絲技術(shù)制備碳納米管基復(fù)合材料傳感器的研究現(xiàn)狀，主要介紹了生物傳感器、柔性應(yīng)變/壓力傳感器、電化學(xué)傳感器、濕度傳感器、氣體化學(xué)傳感器的研究進(jìn)展，并對其未來的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：靜電紡絲；傳感器；碳納米管；復(fù)合材料

中圖分類號：TS199

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1009-265X（2023）02-0256-13

傳感器是目前世界上競爭最激烈的高新技術(shù)產(chǎn)品之一。傳感器所涉及的領(lǐng)域廣，引起了人們的密切關(guān)注。傳感器也為快速、可靠和早期診斷人類疾病發(fā)揮了關(guān)鍵作用。納米材料可以作為傳感器制造的替代材料，以獲得靈敏度、選擇性和便攜性方面的性能增益［1］。目前，許多靈敏度高、結(jié)構(gòu)緊湊、動態(tài)響應(yīng)范圍寬、成本低的新型納米材料傳感器在眾多高新領(lǐng)域中發(fā)揮了重要的作用［2］。

碳納米管（CNTs）作為一種納米材料，其特殊的結(jié)構(gòu)決定了它具有優(yōu)越的電學(xué)、物理和化學(xué)性能，可以作為復(fù)合材料的增強體。但CNTs分散性較差、容易團聚，通過靜電紡絲法將CNTs與各種聚合物混合，可以制備出性能優(yōu)良的CNTs/聚合物復(fù)合納米纖維傳感器。這種傳感器具有較高的電容性響應(yīng)、靈敏度高、線性度好、響應(yīng)時間和恢復(fù)時間快的優(yōu)點。由于這些顯著特性，該傳感器在健康和醫(yī)療設(shè)施的監(jiān)測、環(huán)境測量、工程儀器和各種電子設(shè)備的遠(yuǎn)程控制等方面具有明顯優(yōu)勢［3-4］。靜電紡絲是一種簡單而有效地制備具有高比表面積和理想工程性能的納米纖維結(jié)構(gòu)和材料的方法。因此，將納米粒子、石墨烯量子點、CNTs和石墨烯等納米級構(gòu)建模塊整合到靜電紡絲纖維中，在生物傳感器領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。然而，納米級構(gòu)建模塊在納米纖維中的分散行為、納米纖維有限的表面積以及被測生物分子的固定位點不足，仍然限制了所制備生物傳感器的更好性能和更廣泛的應(yīng)用［5-6］。隨著材料科學(xué)和納米技術(shù)的發(fā)展，靜電紡絲及其在生物傳感器制造中的應(yīng)用受到人們的日益關(guān)注。與其他制備方法相比，靜電紡絲在制備和構(gòu)建有序復(fù)雜的納米纖維材料方面具有廣泛的優(yōu)越性［7］。本文主要介紹了靜電紡CNTs在傳感器方面應(yīng)用的研究進(jìn)展，并對其未來發(fā)展進(jìn)行了展望。

1CNTs基生物傳感器

生物傳感器是基于生物分子與分析物特異性相結(jié)合，將信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為可讀信號，測試樣品分析物含量的一種方法。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，將納米技術(shù)引入生物傳感器，構(gòu)建了具有優(yōu)異的靈敏度、穩(wěn)定性和良好生物相容性的納米生物傳感器。

Prakash等［8］通過靜電紡絲法制備了多壁碳納米管（MWCNTs）包埋的SU-8光刻膠納米纖維膜，用于超靈敏的生物傳感器應(yīng)用。這些生物傳感器的超靈敏度和特異性是通過補充MWCNTs的固有優(yōu)勢來實現(xiàn)的，如高的表面體積比和優(yōu)良的電性和轉(zhuǎn)導(dǎo)性能。MWCNTs的嵌入遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了滲透閾值，并通過實驗計算出了最大限度提高納米纖維電導(dǎo)率的最佳MWCNTs負(fù)載百分比。Saetia等［9］通過靜電紡絲技術(shù)制備了MWCNTs薄膜的柔性傳感器材料，以用于檢測神經(jīng)毒素。該材料由帶相反電荷的MWCNTs逐層組裝而成，形成無黏結(jié)劑的多層MWCNTs薄膜。經(jīng)研究，該傳感器顯示出可逆響應(yīng)，對甲基膦酸二甲酯（DMMP）的檢測限低至水相1.0×10-8 mol/L和氣相5.0×10-6 mol/L，表明其可以用作超靈敏傳感器，用于實時檢測水相或氣相中的目標(biāo)分析物。

Ouyang等［10］通過靜電紡絲法得到填充了MWCNTs和銀納米顆粒（AgNPs）的聚氨酯（PU）/MWCNTs/AgNPs納米纖維，用于測定過氧化氫（H2O2）的非酶安培生物傳感器。實驗發(fā)現(xiàn)，MWCNTs和AgNPs之間具有協(xié)同作用，顯著提高了PU/MWCNTs/AgNPs納米纖維的電導(dǎo)率、電催化活性，以及傳感器的靈敏度。在最佳實驗條件下，H2O2生物傳感器的靈敏度為160.6 μA /（mM·cm2），線性范圍為0.5～30 mmol/L，檢出限為18.6 μmol/L，表明該傳感器在生物分析和檢測領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

Zhang等［11］采用靜電紡絲法制備了一種以MWCNTs和鉑納米顆粒（PtNPs）修飾的新型β相聚偏氟乙烯（PVDF）納米纖維膜，研究了其作為H2O2和葡萄糖生物傳感器的潛在應(yīng)用。SEM圖像表明，PVDF和PVDF-MWCNT纖維都是單軸取向，纖維表面光滑，纖維直徑為150～300 nm。而PVDF-PtNPs纖維表面粗糙，有許多明顯珠節(jié)，歸因于PtNPs在PVDF纖維基質(zhì)中聚集和分布不均所致。與PVDF-PtNPs纖維比，PVDF-MWCNT-PtNPs纖維不那么粗糙，也沒有那么明顯的珠節(jié)。電化學(xué)測試表明，PVDF-MWCNT-PtNPs纖維膜對H2O2和葡萄糖具有良好的電化學(xué)傳感性，且該傳感器線性范圍寬、檢測限低、選擇性高、長期穩(wěn)定性好。PtNPs的均勻分散、CNTs的軸向取向以及PVDF的β-相的改善是提高PVDF-MWCNT-PtNPs納米纖維膜電化學(xué)和電催化性能的主要原因，表明該納米纖維膜在致動器、發(fā)電機、水凈化、儲能等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

與單金屬氧化物相比，二元金屬氧化物特別是NiCo2O4具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，因此，作為高性能傳感器的電極材料具有廣闊的前景。Liu等［12］研制了NiCo2O4納米針陣列/靜電紡絲碳納米纖維膜（ECF）復(fù)合材料，用作非酶葡萄糖生物傳感器。由于NiCo2O4納米針與導(dǎo)電ECF材料的協(xié)同作用，NiCo2O4/ECF復(fù)合材料的線性范圍為0.005～19.175 mmol/L （R2=0.998），檢測限為1.5 μmol/L（S/N=3），葡萄糖檢測靈敏度為1947.2 μA /（mM·cm2），表明NiCo2O4/ECF生物傳感器具有長期穩(wěn)定性、高選擇性和良好的實用性，在葡萄糖傳感器方面具有良好的發(fā)展前景。

Zhang等［13］以化學(xué)氣相沉積為輔助手段，通過靜電紡絲法，實現(xiàn)了大規(guī)模三維N摻雜CNTs薄膜的合成。所得到的納米CNTs致密均勻地粘接在靜電紡絲碳納米纖維基體上。由于具有良好的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和高N摻雜，3D納米CNTs是固定血紅素用于生物傳感的絕佳生物傳感器。新型仿生H2O2生物傳感器檢測限低至0.03 μmol/L，線性范圍為0.08～137.2 μmol/L。這種電極材料的制備方法簡便，分析性能優(yōu)良，是開發(fā)高效電化學(xué)傳感器的理想材料。

基于羧基CMWCNTs嵌入須狀納米纖維（WNFs）的三明治型納米結(jié)構(gòu)免疫傳感器用于檢測心肌肌鈣蛋白I（cTnI）。Rezaei等［14］將聚苯乙烯/CMWCNT/聚乙二醇（PEG）納米纖維靜電紡絲后，去除PEG，直接在玻璃碳電極（GCE）上制備WNFs，并將其作為傳感器層用于cTnI的酶標(biāo)安培免疫測定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種納米結(jié)構(gòu)的免疫傳感器對cTnI的檢測范圍很廣，從正常人的臨床邊界（0.5～2 ng/mL）到心肌梗死患者的濃度（>20 ng/mL），檢測限為0.04 ng/mL。因此，這種納米結(jié)構(gòu)免疫傳感器顯示出用于即時檢測的潛力。

Im等［15］以碳纖維為材料，經(jīng)靜電紡絲和熱處理制備葡萄糖傳感電極。通過控制孔的大小，可以提高靜電紡碳纖維的比表面積和孔體積，從而有效地固定化葡萄糖氧化酶（GOD）。將CNTs作為導(dǎo)電添加劑嵌入多孔碳纖維中，以改善多孔碳纖維的電性能。此外，通過直接氧氟化對多孔碳纖維表面進(jìn)行親水性官能團修飾，以增加疏水碳表面與親水性葡萄糖氧化酶分子之間的親和度。結(jié)果表明，碳纖維的孔隙率顯著提高，比表面積增加約28倍，孔體積增加約35倍。氧氟化過程中，氧含量越高，碳氧之間的化學(xué)鍵數(shù)越多。由于GOD的固定和電子轉(zhuǎn)移，葡萄糖傳感器顯示出更高的靈敏度和快速響應(yīng)時間。

由此可見，將納米材料與生物傳感器領(lǐng)域相結(jié)合，可以增強光學(xué)信號、提高電子轉(zhuǎn)移率、改善穩(wěn)定性、擴大傳感器輸出信號，顯著提升了生物傳感器的檢測性能，為生物檢測領(lǐng)域提供了新途徑。但是仍然存在一些問題，比如生物傳感器中多種酶導(dǎo)致傳感元件選擇活性不強，信號檢測器與轉(zhuǎn)換器的壽命短，需進(jìn)一步做到便捷化與微型化等。

2CNTs基柔性應(yīng)變/壓力傳感器

開發(fā)多模態(tài)可穿戴紡織品傳感器來模擬復(fù)雜的人體皮膚特性是醫(yī)療保健、電子皮膚、人工智能和生物醫(yī)學(xué)電子應(yīng)用的核心。Qi等［16］利用靜電紡絲共軛原理，制備了包埋CNTs的PU納米纖維。其機械強度足以編織成可穿戴式紡織品傳感器，可檢測和區(qū)分壓力、拉伸和彎曲等多種機械刺激。該傳感器具有較大的接觸面積、多個接觸點和較大的變形空間，可多模態(tài)感知各種機械刺激，靈敏度提高，傳感范圍寬。這種紡織品傳感器可以附著在復(fù)雜表面上，也可以集成到紡織品中，表現(xiàn)出對動態(tài)人體運動的連續(xù)瞬態(tài)檢測和區(qū)分能力。此外，該方法集成了一個紡織傳感平臺，實現(xiàn)了壓力和應(yīng)變分布的空間映射，為電子紡織品和可穿戴設(shè)備提供了良好的應(yīng)用前景。

目前，柔性應(yīng)變傳感器因其彈性大、靈敏度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點在可穿戴電子設(shè)備中具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，高性能的應(yīng)變傳感器仍然面臨著傳感范圍窄的挑戰(zhàn)。Ren等［17］提出了一種簡便、經(jīng)濟、可擴展的技術(shù)來制造具有排列波狀結(jié)構(gòu)的CNTs/熱塑性聚氨酯（TPU）纖維應(yīng)變傳感器。通過靜電紡絲技術(shù)制備了一種排列整齊的TPU纖維氈，然后采用一種簡單有效的組裝方法，通過超聲破碎誘導(dǎo)CNTs包裹TPU纖維氈，并研究了CNTs/TPU纖維氈在垂直方向和平行方向上的傳感性能。與隨機樣品和平行方向樣品相比，垂直方向排列的CNTs/TPU纖維氈具有超高的拉伸性能（900%）和優(yōu)異的耐久性能（200%應(yīng)變下10000次循環(huán)），還實現(xiàn)了超低檢測限（0.5%）和快速響應(yīng)時間（70 ms），表現(xiàn)出良好的靈敏度。Huang等［18］通過靜電紡絲法制備了TPU/CNTs/AgNPs應(yīng)變傳感器，該傳感器具有優(yōu)異的拉伸性能，工作應(yīng)變范圍高達(dá)550%，高規(guī)格系數(shù)7066，超過1000次循環(huán)的耐久性，以及在各種應(yīng)變下的穩(wěn)定性。在柔性和可穿戴設(shè)備中顯示出良好的應(yīng)用前景。

隨著可穿戴電子設(shè)備在日常生活中的普及，可穿戴應(yīng)變傳感器在醫(yī)療保健、機器人、虛擬現(xiàn)實等各個領(lǐng)域都取得了巨大的發(fā)展。Zhou等［19］介紹了一種基于多巴胺（DA）修飾的靜電紡苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物（SEBS）紗和包覆MWCNTs的高靈敏度應(yīng)變傳感器。結(jié)果表明，在扭轉(zhuǎn)過程中，應(yīng)變傳感器拉伸應(yīng)變?yōu)?095.8%，拉伸強度為20.03 MPa。在最大應(yīng)變215%時，應(yīng)變傳感器的應(yīng)變系數(shù)為1.13×105。同時，在不同應(yīng)變范圍、拉伸速度和1.5萬次拉伸-釋放循環(huán)下，具有良好的穩(wěn)定性、重復(fù)性和耐久性。此外，應(yīng)變傳感器在240 W、50 Hz、120 min的超聲時間下表現(xiàn)出良好的洗滌牢度。因此，它在監(jiān)測人體關(guān)節(jié)運動方面具有良好的傳感性能。

目前，應(yīng)變傳感器不能在過于變形的情況下工作或在應(yīng)變線性響應(yīng)上受到限制，生產(chǎn)滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)變傳感器仍然是一個挑戰(zhàn)。Li等［20］介紹了基于靜電紡絲熱塑性聚氨酯（TPU）纖維管的高柔性應(yīng)變傳感器的制備，該纖維管由涂有羧基化多壁碳納米管（MWCNTs）的波狀和定向纖維組成。通過噴霧和超聲輔助沉積相結(jié)合的方法，在靜電紡絲TPU纖維管上沉積的MWCNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)12%，可形成導(dǎo)電性高達(dá)0.01 S/cm的優(yōu)良導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。該應(yīng)變傳感器在整個傳感范圍內(nèi)具有高線性，同時保持了高靈敏度。此外，應(yīng)變傳感器能夠檢測到2%的低應(yīng)變，并實現(xiàn)了快速響應(yīng)時間和較高的耐用性，而且能夠準(zhǔn)確監(jiān)測人體運動。該研究為設(shè)計和制造高性能纖維基可穿戴應(yīng)變傳感器提供了一種有效的方法。

Li等［21］將靜電紡絲、超聲吸附和繞線技術(shù)相結(jié)合，以靜電紡TPU纖維紗為基材，MWCNTs和單壁碳納米管（SWCNTs）為修飾材料，制備了高導(dǎo)電性、高彈性的SWCNTs/MWCNTs/TPU紗線。結(jié)果表明，CNTs與靜電紡TPU纖維之間存在較強的界面相互作用。SWCNTs和MWCNTs間的協(xié)同作用顯著提高了TPU紗線的導(dǎo)電性，可達(dá)13 S/cm。該紗線可以很容易地集成到應(yīng)變傳感器中，表現(xiàn)出高拉伸性、寬工作應(yīng)變范圍和良好的循環(huán)穩(wěn)定性，還可以附著在人體上或編織成紡織品，以監(jiān)測關(guān)節(jié)運動，顯示出在可穿戴電子設(shè)備方面的潛力。

近年來，用于人體運動檢測和其他潛在用途的柔性應(yīng)變傳感器備受關(guān)注。然而，制備具有高靈敏度和大工作應(yīng)變范圍的應(yīng)變傳感器仍然是一個挑戰(zhàn)。Zhu等［22］通過簡單的過濾工藝，將CNTs懸浮液在纖維素納米晶（CNC）的輔助下，直接泵入多孔電紡TPU膜中，一步制備柔性應(yīng)變傳感器。結(jié)果表明，隨著填料總量的增加，填料層由液滴變?yōu)橥耆B續(xù)的薄膜，導(dǎo)致應(yīng)變靈敏度急劇增加。將TPU材料的超彈性與混合填料的高靈敏度相結(jié)合，成功制備了工作應(yīng)變范圍大（> 500%）、靈敏度高（應(yīng)變系數(shù)為321）的應(yīng)變傳感器，表明其在視覺控制、全方位人體運動檢測以及未來智能電子領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。

自供電操作、靈活性、優(yōu)異的機械性能和超高的靈敏度是壓力傳感器在人體健康監(jiān)測系統(tǒng)中非常需要的特性。Wang等［23］利用靜電紡絲法制備了聚（偏氟乙烯-三氟乙烯）P（VDF-TrFE）/MWCNTs復(fù)合納米纖維，并將其拉伸以實現(xiàn)聚合物鏈的排列。P（VDF-TrFE）/MWCNTs復(fù)合膜具有良好的壓電性能、機械強度和較高的靈敏度，壓電系數(shù)d33值約為50 pm/V，楊氏模量為0.986 GPa，靈敏度為540 mV/N。復(fù)合膜可以作為壓電壓力傳感器，用于監(jiān)測微小的生理信號，包括脈搏、呼吸、肌肉和關(guān)節(jié)的小運動等。此外，MWCNTs的適量摻雜對壓電器件的β相形成有積極的影響，表明壓電壓力傳感器在醫(yī)療保健系統(tǒng)和智能可穿戴設(shè)備中具有應(yīng)用潛力。

目前，柔性壓力傳感器得到了越來越多的認(rèn)可，但要制造出超高靈敏度和傳感范圍廣的傳感器仍然存在挑戰(zhàn)。Yang等［24］研制了一種基于靜電紡CNTs/PVDF納米纖維膜的柔性電容式壓力傳感器。從纖維的微觀結(jié)構(gòu)來看，CNTs/PVDF納米纖維具有隨機取向的結(jié)構(gòu)，隨著CNTs質(zhì)量含量增加，纖維直徑先減小后增大，由于流量是固定的，隨著CNTs含量增加，PVDF溶液會減少，導(dǎo)致纖維直徑減小。當(dāng)CNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%時，少量CNTs聚集，當(dāng)CNTs含量為0.2%時，CNTs出現(xiàn)大量團聚。為了證明CNTs嵌入到納米纖維中，對CNTs含量為0.05%的纖維進(jìn)行了截面成像，微裂紋和CNTs在納米纖維中均勻分散，如圖1所示。此外，CNTs/PVDF納米纖維膜可以克服傳統(tǒng)溶液浸漬涂層將導(dǎo)電材料粘附在多孔表面的局限性。通過提高CNTs/PVDF介質(zhì)層的介電常數(shù)和降低楊氏模量，電容式傳感器表現(xiàn)出高靈敏度、快速響應(yīng)和良好的循環(huán)加載/卸載穩(wěn)定性，表明該傳感器在軟機器人和電子皮膚等領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力。

Zhou等［25］研究利用柔性復(fù)合薄膜將自制的聚乙烯醇（PVA）/CNTs浸漬在靜電紡PVDF纖維上，制備了一種新型壓阻式壓力傳感器。采用不同濃度的PVA/CNTs漿料和不同層數(shù)的靜電紡PVDF纖維對柔性傳感器樣品進(jìn)行了傳感性能的研究。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的CNTs漿液制備的雙層PVDF傳感器靈敏度好，傳感范圍寬，滯后效應(yīng)小。此外，在35 kPa壓力下，該傳感器在80次壓縮循環(huán)中也表現(xiàn)出良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性，表明柔性壓阻式壓力傳感器具有良好的綜合性能，在人體健康檢測和智能可穿戴方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

壓電材料在傳感器和致動器等領(lǐng)域的應(yīng)用引起了廣泛的興趣。摻雜納米粒子的鐵電和壓電聚合物纖維用于納米級電子器件。Hosseini等［26］用靜電紡絲法制備不同比例MWCNTs和蒙脫土（OMMT）的PVDF/MWCNT/OMMT納米復(fù)合材料。研究了不同配比的OMMT和MWCNT納米填料對PVDF晶體結(jié)構(gòu)和壓電傳感器性能的影響。從沖擊傳感器和示波器觀察靈敏度發(fā)現(xiàn)，將OMMT/MWCNTs摻雜到PVDF基體中并結(jié)合靜電紡絲可以顯著提高PVDF的靈敏度，但OMMT對提高靈敏度的影響要高于MWCNTs效應(yīng)。與MWCNT相比，OMMT增加了PVDF的β相晶體和壓電性能。與OMMT相比，MWCNT降低了PVDF的阻抗，提高了PVDF的介電常數(shù)，與純PVDF纖維膜相比，PVDF/MWCNT/OMMT雜化納米復(fù)合材料的吸聲效率提高。

為了提高聚偏氟乙烯材料的壓電性能，張亦可等［27］通過靜電紡絲得到CNTs/PVDF納米纖維膜，組裝成柔性壓電傳感器。實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)CNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時，CNTs/PVDF柔性傳感器的晶體結(jié)構(gòu)中β晶型含量最多，且壓電性能最強，輸出電壓為7.5 V，表明CNTs加速了β晶型的形成，此外，這種柔性傳感器表現(xiàn)出良好的力學(xué)性能。Nisha等［28］采用不同比例的MWCNT旋轉(zhuǎn)集熱筒，利用靜電紡絲裝置制備了PVDF超細(xì)纖維。將PVDF-MWCNT纖維嵌入玻璃纖維增強聚合物（GFRP，一種不導(dǎo)電材料）中，用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測。通過添加（或）嵌入導(dǎo)電PVDF-MWCNT納米復(fù)合材料，實現(xiàn)對其相對電阻的測量。評估了CNTs的壓阻效應(yīng)和電導(dǎo)率在服裝測量中的應(yīng)用，并將電阻測量和應(yīng)變測量相關(guān)聯(lián)，用于傳感和損傷監(jiān)測目的。結(jié)果表明，隨著PVDF中MWCNT濃度的增加，β相的形成增加，這是首次將PVDF-MWCNT纖維用于復(fù)合材料損傷傳感；由于嵌入式傳感器通常會降低復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，但PVDF-MWCNT沒有降低材料的力學(xué)性能。在機械加載和卸載過程中，同時監(jiān)測相應(yīng)的電阻，以評估結(jié)構(gòu)的損傷程度。

南楠［29］以導(dǎo)電滌綸長絲為芯紗，靜電紡CNTs/PU納米纖維為包芯紗，在紗線表面涂覆一層凝膠膜，得到CNTs/PU納米纖維傳感器。實驗發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)電滌綸長絲的電阻為11.1 mΩ/cm。在室溫下，CNTs/PU傳感器對壓力表現(xiàn)出良好的靈敏度和電阻響應(yīng)輸出。汪文龍等［30］將CNTs作為導(dǎo)電材料，將靜電紡PU纖維作為可拉伸基材，通過真空浸漬和超聲處理將CNTs負(fù)載在PU纖維表面，用作拉伸傳感器。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，浸漬12 h時，CNTs/PU傳感器表現(xiàn)出最優(yōu)異的靈敏性。500次循環(huán)測試表明CNTs/PU傳感器表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。將傳感器在人體活動上進(jìn)行測試，表明其在人體活動方面具有潛在的應(yīng)用價值。

Wang等［31］將CNTs包覆聚酰胺6（PA6）納米纖維嵌入PVA基體中，制備了一種新型的CNTs/PA6/PVA導(dǎo)電復(fù)合材料。研究了CNTs含量和CNTs/PA6層數(shù)對復(fù)合材料拉伸性能的影響。由兩層CNTs/PA6導(dǎo)電納米纖維組成的復(fù)合材料具有突出的綜合性能，并將其應(yīng)用于應(yīng)變傳感能力的研究。將復(fù)合材料在準(zhǔn)靜態(tài)拉伸載荷下的抗力變化分為4個階段，涉及不同的損傷模式。經(jīng)過多次拉伸/收縮循環(huán)或預(yù)拉伸處理，可獲得較好的重復(fù)性。這項研究為開發(fā)基于納米纖維的可調(diào)應(yīng)變傳感器提供了新機會，這種傳感器具有自我診斷功能，用于損傷檢測。

綜上所述，由于CNTs制成的傳感器存在著效率低、響應(yīng)時間較長、制備工藝復(fù)雜等缺點。為了增加CNTs的傳感性能，希望其能同高導(dǎo)電、高響應(yīng)度的導(dǎo)電聚合物復(fù)合。與其他制備方法相比，靜電紡絲法制備CNTs基的傳感器具有高比表面積、可彎折、柔韌性好等優(yōu)點，可應(yīng)用于目前熱門的柔性可穿戴傳感器中。此外，CNTs基柔性應(yīng)變/壓力傳感器作為人體電子產(chǎn)品，器件的耐水洗性和耐磨性等力學(xué)性能仍需要改善，應(yīng)考慮加入相應(yīng)的指標(biāo)測試和改善工藝。其次，制備兼具應(yīng)變范圍寬和高靈敏度的傳感器仍存在挑戰(zhàn)。

3CNTs基電化學(xué)傳感器

電化學(xué)傳感器分為電導(dǎo)型、電流型和電位型。通常情況下，在一定范圍內(nèi)，電流傳感器的電流大小與檢測物質(zhì)的濃度呈現(xiàn)線性關(guān)系，依據(jù)線性關(guān)系可以對物質(zhì)進(jìn)行檢測［32］。

Li等［33］提出了一種MWCNTs修飾電極的新方法。將MWCNTs吸附在靜電紡絲PA6納米纖維膜上，作為修飾常規(guī)玻碳電極的涂層。設(shè)計了用于巰基化合物安培檢測的修飾電極，其電位相對于Ag/AgCl保持在0.3 V。修飾電極對半胱氨酸的線性響應(yīng)可達(dá)0.4 mM （R2 = 0.997），靈敏度為5.1 μA/mM，檢測限為15 μM，其他巰基化合物也有類似的結(jié)果。使用后，PA6納米纖維膜很容易剝落，使裸露的電極

表面恢復(fù)到原來的電化學(xué)行為，這一特性對于傳感器的增強很有吸引力，只需在其表面涂上一次性的功能化膜就可以按需修改傳感器，并將MWCNTs功能化的一次性膜用于電分析。

Gusmo等［34］以Ecovio（聚己二酸丁二烯-共對苯二甲酸酯（PBAT）和聚乳酸（PLA））為基材，通過靜電紡絲法制備了含MWCNTs的Ecovio（PBAT/PLA組成）的電化學(xué)傳感器。結(jié)果表明，Ecovio纖維的平均直徑為（2.24±0.39 ）μm，Ecovio/MWCNTs纖維的平均直徑為（2.23±1.19） μm，且纖維中珠粒數(shù)量增加，如圖2所示。由于聚合物基質(zhì)和MWCNTs間的相互作用，MWCNTs很好地分散在Ecovio/MWCNTs纖維中。由MWCNTs制成的傳感器顯示出很好的電化學(xué)響應(yīng)，可用于測定水溶液中的甲硝唑。

Rosenberger等［35］利用聚己二酸丁二酯共對苯二甲酸丁二酯（PBAT）/PLA（含功能化MWCNTs）的靜電紡絲聚合纖維，進(jìn)一步煅燒（500 °C，N2）制備電化學(xué)傳感器。實驗結(jié)果表明，經(jīng)MWCNTs處理的PBAT/PLA纖維的平均直徑為（1.76±0.30） μm，而純PBAT/PLA纖維的平均直徑為（3.67±0.88） μm。PBAT/PLA/MWCNTs靜電紡絲纖維煅燒后，功能化MWCNTs羧基數(shù)量減少，片層的形成減少，表明該傳感器可用于水環(huán)境中甲硝唑的測定。

當(dāng)不同材料協(xié)同作用時，納米材料作為電活性介質(zhì)提高了生物/化學(xué)傳感器的性能。Mercante等［36］報道了一種新型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含MWCNT功能化靜電紡絲PA6/聚（鹽酸烯丙胺）（PAH）納米纖維，用于檢測神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺（DA）。結(jié)果表明，PA6和PAH的混溶性足以形成單相材料，形成無珠粒的納米纖維，MWCNT在纖維上具有較強的吸附性。對于濃度為1～70 μmol/L的DA，響應(yīng)呈線性，檢測限為0.15 μmol/L （S/N = 3），表明這種修飾電極新結(jié)構(gòu)的方法可以應(yīng)用于其他電化學(xué)傳感器和生物傳感器。

Amer Flayeh等［37］采用靜電紡絲法制備了聚苯乙烯（PS）/MWCNTs/天然染料納米復(fù)合材料。結(jié)果表明，隨著MWCNTs和天然染料含量的增加，溶液的粘度增加，當(dāng)MWCNTs與天然染料的比例為2.0×10-4時，溶液的表面張力略有增加，紅外光譜證實了組分間的物理反應(yīng)。MWCNTs和天然染料的加入使纖維表面更光滑，珠節(jié)更少。MWCNTs的加入使纖維疏水性增加。對于PS/MWCNT/天然染料復(fù)合材料，增加天然染料和MWCNT的含量有利于提高復(fù)合材料的電靈敏度，其中能帶間隙從1.18 eV下降到0.2 eV，表明PS/MWCNT/天然染料復(fù)合材料在電子傳感器領(lǐng)域有著良好的發(fā)展前景。

Niemiec等［38］制備了一種靜電紡碳納米纖維/CNTs分層納米復(fù)合材料，作為電位傳感器的結(jié)構(gòu)元件，用于對鉀離子敏感的固體接觸電極的中間層。測試材料組包括電紡碳納米纖維、含有鈷納米顆粒的電紡碳納米纖維和由沉積在不同金屬納米顆粒（鈷或鎳）和高低CNTs密度組成的分層納米復(fù)合材料。結(jié)果表明，具有鎳鈷納米顆粒和高密度納米管層的碳納米纖維的鉀電極表現(xiàn)出最高的容量值（330 μF），最低檢測限為10-6.3 mol/L，最大線性范圍為10-6～10-1 mol/L，表明所提出的電極可成功用于鉀離子實際樣品的分析。

4CNTs基濕度傳感器

濕度傳感器是通過濕敏元件吸附大氣中的水分子，使材料的濕度性能變化，主要由濕度量程、感濕特性、靈敏度、響應(yīng)和恢復(fù)時間等來評定［39］。

Ramos等［40］在電場作用下將MWCNTs引入PVA基體中，通過靜電紡絲法制備了MWCNTs增強PVA納米纖維。結(jié)果表明，MWCNTs/PVA納米纖維的直徑為48～103 nm，且纖維的電導(dǎo)率隨MWCNTs含量的增加而增加。MWCNTs/PVA納米纖維的導(dǎo)電性對環(huán)境的相對濕度非常敏感。表明MWCNTs/PVA納米纖維在濕度傳感器領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET或PETE）是由酯類單體經(jīng)縮聚反應(yīng)而成的聚酯，因其耐化學(xué)性、優(yōu)異的抗拉強度、合理的熱穩(wěn)定性、低廉的成本等優(yōu)點而得到了廣泛的應(yīng)用［41］。為了獲得適合智能可穿戴的柔性濕度傳感器，代陽等［42］利用靜電紡絲法將聚乙烯吡咯烷酮（PVP）/MWCNTs沉積在PET上得到柔性濕度傳感器。實驗發(fā)現(xiàn)，PVP/MWCNTs/PET傳感器的輸出電阻值與相對濕度具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2為0.97，響應(yīng)和恢復(fù)時間分別為20 s和5 s，在相對濕度（75%）下，經(jīng)過40次重復(fù)測量仍保持良好的重復(fù)性。

PVA最大的優(yōu)勢在于PVA薄膜優(yōu)良的水溶性和油墨印刷性，因此，PVA與CNTs混紡能夠極大地增強傳感器的穩(wěn)定性與響應(yīng)性能［43］。Li等［44］采用靜電紡絲技術(shù)，在一段多模光纖（MMF）錐區(qū)均勻涂覆一層薄的PVA納米纖維膜。為了提高纖維的濕度敏感性和拉伸強度，將CNTs摻入PVA中，形成PVA/CNTs納米纖維膜。將光纖布拉格光柵（FBG）與濕度傳感光纖級聯(lián)，實現(xiàn)對環(huán)境溫度的同步監(jiān)測。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CNTs的加入有效地消除了納米纖維上的裂紋，使其更均勻和光滑。添加PVA/CNTs薄膜的傳感器的濕度靈敏度為0.0484 dB/%RH，比添加PVA薄膜的傳感器的濕度靈敏度提高了31.16%。所制備的納米纖維濕敏薄膜具有良好的濕度響應(yīng)性能、特殊的三維結(jié)構(gòu)和廣闊的應(yīng)用前景。

Guan等［45］通過在靜電紡PA66納米纖維表面簡單吸附MWCNTs，制備出導(dǎo)電率高、強度高、柔韌性好的PA66納米纖維束。當(dāng)MWCNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%時，PA66納米纖維的導(dǎo)電率最高（0.2 S/cm），拉伸強度最高（103.3 MPa），表明MWCNTs吸附在PA66納米纖維表面形成導(dǎo)電復(fù)合材料。由于PA66納米纖維和MWCNTs之間形成氫鍵，從而降低了納米復(fù)合纖維束的孔隙率，使納米復(fù)合纖維束具有優(yōu)異的力學(xué)性能。彎曲時的電阻波動小于3.6%，表明納米復(fù)合束具有較高的柔韌性。此外，納米復(fù)合材料束的電阻對30～150 ℃的溫度有更好的線性依賴性，且150 ℃的工作溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他聚合物基溫度傳感器，表明所制備的MWCNTs吸附PA66納米纖維束在高溫探測器中具有很大的潛力。

聚合物復(fù)合材料因其成本低、制備簡單而成為傳感領(lǐng)域的熱門材料。Ahmad等［46］通過靜電紡絲得到由聚氧乙烯（PEO）、氧化MWCNTs和CuO納米顆粒組成的復(fù)合納米纖維，填充量分別為1%和3%，即（PEO-CuO-MWCNT： 1%和PEO-CuO-MWCNT： 3%）。含1%和3%的PEO-CuO-MWCNT納米纖維表現(xiàn)出良好的電阻性和電容性響應(yīng)，室溫下對濕度具有較高的敏感性，相對濕度（RH）范圍為30%～90%。在相同的RH下，1%的PEO-CuO-MWCNT復(fù)合材料具有良好的電阻性，其快速響應(yīng)時間為3 s，恢復(fù)時間為22 s，而3%的PEO-CuO-MWCNT復(fù)合材料的快速響應(yīng)和恢復(fù)時間分別為20 s和11 s。所有結(jié)果都表明，增加MWCNTs和CuO的濃度是改善傳感性能的有效途徑，這種方法允許基于聚合物基復(fù)合材料的多組分傳感器設(shè)備的可擴展生產(chǎn)，具有高穩(wěn)定性、靈活性和多功能性，適用于多種工業(yè)應(yīng)用。

5CNTs基氣體化學(xué)傳感器

氣體化學(xué)傳感器是指化學(xué)電阻式氣體傳感器，主要是由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件兩部分組成，其傳感機理是指氣體分子在傳感層表面吸附或反應(yīng)所引起的電子或空穴轉(zhuǎn)移。當(dāng)傳感層與被吸附目標(biāo)氣體之間相互作用時，傳感器的電導(dǎo)或電阻發(fā)生變化，轉(zhuǎn)換元件將這種變化轉(zhuǎn)化為電信號。由于其具有分析快速、操作簡便、成本低等優(yōu)點，在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

氨氣是一種有毒氣體，對眼睛和皮膚有強烈刺激。因此，研制一種超靈敏的極低濃度氨氮快速檢測傳感器是十分必要的。Jia等［47］通過靜電紡絲技術(shù)將聚苯乙烯（PS）-b-聚馬來酸（PMA）納米纖維膜直接沉積在石英晶體微量天平（QCM）電極上，既保留了PS-b-PMA納米纖維固有的高比表面積，又簡化了氨檢測過程，其檢測過程如圖3所示。結(jié)果表明，通過調(diào)節(jié)丙酮/N，N-二甲基甲酰胺混合溶劑的質(zhì)量比，可以控制PS-b-PMA膜的比表面積。PS-b-PMA納米纖維/QCM傳感器系統(tǒng)在室溫下表現(xiàn)出良好的氨傳感性能，如快速響應(yīng)、良好的可逆性和高靈敏度。在注入氨濃度為1.5×10-6～5.0×10-5 mol/L范圍內(nèi)，頻率響應(yīng)呈線性增長，表明基于PS-b-PMA納米纖維的QCM傳感器在氨氮檢測和遠(yuǎn)程實時監(jiān)測方面具有良好的應(yīng)用前景。

Sharma等［48］采用靜電紡絲技術(shù)制備了聚苯胺（PANI）/SnO2納米纖維，用于氫氣（H2）和一氧化碳（CO）氣體傳感器。結(jié)果表明，SnO2納米纖維的平均直徑為200 nm，PANI/SnO2納米纖維的平均直徑增加，其原因是PANI在SnO2納米纖維表面形成了膠束。與CO氣體相比，SnO2/PANI復(fù)合納米纖維對0.1%的H2氣體具有較高的靈敏度和響應(yīng)，在35 ℃時對H2氣體的靈敏度最高。對于1×10-3～5×10-3 mol/L的H2，SnO2/PANI復(fù)合納米纖維表現(xiàn)出小于30 s的反應(yīng)恢復(fù)時間。該傳感器可在室溫下工作，具有良好的環(huán)境應(yīng)用前景。梁慶成等［49］通過靜電紡絲法制備了CNTs-Pd-Ni-SnO2納米纖維。結(jié)果表明，CNTs-Pd-Ni-SnO2傳感器在室溫下對1×10-6 mol/L的H2的敏感度為15，響應(yīng)時間為6 s，恢復(fù)時間為9 s，在90天內(nèi)敏感性沒有太大變化，表明CNTs-Pd-Ni-SnO2作為H2傳感器具有良好的穩(wěn)定性。

Boonma等［50］采用靜電紡絲技術(shù)制備了納米銀（Ag）摻雜的氧化鎢（WO3）納米纖維，用于阻抗分析和CO氣體傳感響應(yīng)。阻抗模型表明，Ag加入后，Ag/WO3界面的遠(yuǎn)程控制分量被引入系統(tǒng)。納米銀（Ag）摻雜WO3納米纖維的靈敏度高于未摻Ag的WO3納米纖維。由于Ag和WO3晶粒之間的高界面電阻，使得Ag/WO3納米纖維的靈敏度提高，表明Ag摻雜劑對傳感器材料電子結(jié)構(gòu)的改變有影響。

Fan等［51］采用共溶、靜電紡絲、退火等方法制備多孔CuO/SnO2納米纖維，并與不同質(zhì)量含量的CNTs復(fù)配。在1×10-7～5×10-7 mol/L的H2S濃度范圍內(nèi)測試了復(fù)合傳感器的性能。結(jié)果表明，CNTs摻雜的CuO/SnO2氣體傳感器的最佳工作溫度為40 ℃，對低濃度H2S的檢測性能良好，響應(yīng)時間和恢復(fù)時間短（分別為8.3 s和11.5 s）。與其他氣體相比，3%的CNTs-CuO/SnO2復(fù)合納米材料對低濃度H2S具有優(yōu)異的選擇性。所制備的氣體傳感器在檢測低濃度H2S時具有很大的優(yōu)勢。

Choi等［52］采用靜電紡絲和浸涂法制備了吸附MWCNT—OH的靜電紡絲PA66納米纖維。MWCNT—OH在靜電紡PA66納米纖維上的吸附量為0.056%。MWCNT—OH吸附靜電紡PA66納米纖維的電導(dǎo)率為5.24×10-3 S/cm。此外，還研究了MWCNT—OH吸附靜電紡PA66納米纖維的傳感性能，通過測量其暴露于低分子量的醇蒸汽（如甲醇、乙醇、1-丙醇和1-丁醇）的響應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MWCNT—OH吸附靜電紡PA66納米纖維電阻的變化是基于MWCNT—OH上的醇蒸氣和羥基（—OH）之間的氫鍵，以及PA66中的酰胺鍵（—NHCO—）。該傳感器在循環(huán)試驗中具有良好的可逆性和重復(fù)性。

Ghane等［53］以不同濃度的MWCNTs為鞘層，PVA復(fù)絲為芯層，以PA6溶液為原料，通過靜電紡絲得到PA6/MWCNTs包芯紗。由于空心紗的結(jié)構(gòu)，可以得到空心中心管和靜電紡納米纖維中嵌入的納米多孔區(qū)兩種類型的孔隙。這些空心納米纖維紗線比傳統(tǒng)紗線具有更高的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使周圍的液相或氣相有效穿透到該層，這是實現(xiàn)超高靈敏度的關(guān)鍵，提高了傳感器和過濾器的過濾效率。結(jié)果表明，納米纖維直徑為103～145 nm，MWCNTs以直線排列的形式嵌入納米纖維基體中。此外，隨著MWCNTs質(zhì)量濃度從0%增加到7%，紗線的電導(dǎo)率從10-13 S/m增加到2.4×10-6 S/m。靜電紡絲過程導(dǎo)致了納米纖維中無序γ相的形成。

Han等［54］利用靜電紡絲聚合物/SWCNTs復(fù)合納米纖維與直接印在表面的指間電極相結(jié)合，可以作為檢測氣體分析物的傳感材料。結(jié)果表明，當(dāng)纖維中的聚合物因水蒸汽吸附而膨脹時，CNTs彼此分離，增加了材料的電阻，這種流通傳感器設(shè)計提供了一種柔性傳感材料，與直接沉積在商用電極上的納米纖維相比，靈敏度高一個數(shù)量級，表明這種材料可以集成到非織造布中，用于軍事和環(huán)境監(jiān)測。

由此可見，CNTs氣體傳感器表現(xiàn)出高靈敏度和高穩(wěn)定性、響應(yīng)速度快以及可在室溫下工作等特性，可以實現(xiàn)H2、CO、H2S、NH3等氣體的低濃度檢測，且表現(xiàn)出優(yōu)異的抗噪能力和高精度的氣體檢測。

6結(jié)論與展望

隨著納米技術(shù)的發(fā)展，各種新材料和新結(jié)構(gòu)被用來制備CNTs基復(fù)合材料傳感器，并取得很大的研究進(jìn)展。本文主要介紹了生物傳感器、柔性應(yīng)變/壓力傳感器、電化學(xué)傳感器、濕度傳感器、氣體化學(xué)傳感器的研究現(xiàn)狀，盡管不同CNTs基復(fù)合材料傳感器具有不同的傳感特性，但他們的結(jié)構(gòu)設(shè)計、傳感原理以及材料界面工程等方面有很多相似之處。為了實現(xiàn)更廣泛的實際應(yīng)用，可以通過工藝制備、結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料組合等方面的技術(shù)優(yōu)化和突破，進(jìn)一步實現(xiàn)傳感性能優(yōu)化和多功能集成的進(jìn)展。

基于CNTs復(fù)合材料傳感器的構(gòu)建可以從以下幾個方面進(jìn)行完善：

a）關(guān)于生物傳感器，需要解決生物傳感器中各種酶所造成的傳感器元件選擇性活度低、信號檢測器和轉(zhuǎn)換器壽命短等問題。

b）關(guān)于柔性傳感器，優(yōu)異的柔韌性和可拉伸性，能緊密貼合任何表面，與人體皮膚同步變形，并具有靈敏度高、傳感范圍寬、響應(yīng)速度快的特點，以實現(xiàn)人體活動的全方位監(jiān)測。

c）關(guān)于氣體傳感器，氣敏材料的選擇非常重要，不僅要求對目標(biāo)氣體進(jìn)行吸附，而且容易使材料表面和氣體中產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移，可以重復(fù)使用，或者材料本身的性質(zhì)在改變環(huán)境后不發(fā)生改變，且能有效地脫附帶電粒子，這是提高氣敏材料使用壽命的重要方法。

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Research progress of electrospun carbon nanotube-based composites in sensor applications

YANG Haizhen， MA Chuang， WEI Sujie， ZHOU Zelin， TIAN Zhengkun

（School of Textiles， Zhongyuan University of Technology， Zhengzhou 450007， China）

Abstract：

In recent years， electrospinning carbon nanotubes have been widely used in biological， electrochemical， humidity， gas and other sensors. During the preparation of sensors， the electrodes and the sensitive resistors are modified to enhance the performance of sensors and accelerate the practical prospect of electrospun carbon nanotubes in sensors.

At present， carbon nanotubes can be used to make capacitors， conductive films， sensors and touch screen materials. Because of their excellent properties， carbon nanotubes are widely used in precise and sensitive materials. As a pure substance composed of carbon elements， carbon nanotubes have volume effect， surface effect， macroscopic quantum tunnel and quantum effect. Adding carbon nanotubes into the sensor can modify the electrode， reduce the overpotential of redox and improve the detection sensitivity.

Electrospun carbon nanotubes have the advantages of nanometer scale. Electrospinning makes the sensor structure miniaturized and integrated. 3D stacked nanofibers are used as hazard sensors， breathable nano grid sensors and intelligent wearable sensors. Different kinds of atoms can change the electronic structure and adsorption capacity of carbon nanotubes. When the carbon nanotube compounds with different kinds of polymers， the response characteristics of the sensor can be changed， and the recovery performance and sensitivity of the response can be improved. The high surface area of the carbon nanotube composite provides a large number of gas channels， which improves the sensitivity and response speed of sensors. The spiral structure and hollow structure can separate substances to simplify the detection steps. By fixing the protein probe on the carbon nanotubes and using fluorescence irradiation， we can quickly detect COVID-19.

The technology research and development based on sensor materials and devices is the cornerstone of improving the development of the sensor field. It is proved that the ordered and complex nanofibers produced by electrospinning can provide sufficient biomolecule fixation sites， which has become a hot research topic in the sensor field. Carbon nanotubes are compounded with other materials by electrospinning， which improves the upper performance limit of sensor materials and broadens the development and application space of the sensor field in the future.

With the development of artificial intelligence， Internet of things and other new technologies， new requirements for sensor materials and devices have been put forward. According to the development needs of sensors， people are trying to compound electrospun carbon nanotubes with more materials as the basic materials of sensors. It shows that it has great application potential in the sensor field. Although many research achievements have been accumulated in the preparation process and material composite methods of carbon nanotubes， there are still some challenges in the optimization of material combination， sensing performance and functional integration. Therefore， it is necessary to carry out more in-depth research on performance optimization and material combination to promote carbon nanotubes′ application in the field of sensors.

Keywords：

electrospinning; sensors; carbon nanotubes; composites

收稿日期：20220813

網(wǎng)絡(luò)出版日期：20221101

基金項目：河南省科技攻關(guān)項目（222102230065），中原工學(xué)院青年人才創(chuàng)新能力基金項目（K2020QN003），2022年河南省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（202210465036），中原工學(xué)院2022年度大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（202210465036）

作者簡介：楊海貞（1989—），女，河南新鄉(xiāng)人，講師，博士，主要從事功能性納米纖維紡織品的制備及應(yīng)用方面的研究。