目的隨著可穿戴電子技術(shù)的快速發(fā)展,因具有較高的傳感系數(shù),柔性應(yīng)變傳感器在電子皮膚和機(jī)器人領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注,但如何降低其制造成本成為一種挑戰(zhàn)。近年來(lái),印刷電子技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了柔性應(yīng)變傳感器的發(fā)展,并逐漸在一些新的領(lǐng)域得到應(yīng)用,尤其是智能包裝領(lǐng)域。方法結(jié)合課題組在全印制應(yīng)變傳感器方面的研究進(jìn)展,對(duì)柔性傳感器的原理、印刷制造方法和主要應(yīng)用進(jìn)行綜述。結(jié)論大量的研究表明,印刷柔性應(yīng)變傳感器已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于智能包裝中,利用印刷電子技術(shù)制造智能包裝也有利于降低其制造成本,推動(dòng)其走向?qū)嶋H應(yīng)用。 

【文章來(lái)源】：包裝工程. 2020,41(11)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

印刷電阻式應(yīng)變傳感器

圖1 印刷電阻式應(yīng)變傳感器式中：ε0和εr分別為介電層的電常數(shù)和介電常數(shù)。圖2b給出了用于計(jì)算傳感器的等效電路，該電路包括電極的串聯(lián)電阻，該電極串聯(lián)在電介質(zhì)的側(cè)面，而可變電容CDE與電介質(zhì)層電阻（RF）并聯(lián)，在施加小的電信號(hào)的情況下：

通常，應(yīng)變傳感器性能的主要指標(biāo)有最大應(yīng)變范圍、靈敏度、響應(yīng)時(shí)間、穩(wěn)定性等，如圖3所示，課題組設(shè)計(jì)制造了一種高性能的織物基可拉伸應(yīng)變傳感器。該織物應(yīng)變傳感器通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)將銀納米線導(dǎo)電油墨印刷在可拉伸織物表面來(lái)形成導(dǎo)電圖案制得。采用優(yōu)化的熱溶劑法制備高長(zhǎng)徑比銀納米線，結(jié)合溶劑（異丙醇、丙二醇、去離子水），添加劑（羥丙基甲基纖維素、含氟表面活性劑、消泡劑）配置成導(dǎo)電油墨。該織物應(yīng)變傳感器表現(xiàn)出優(yōu)異的傳感性能，最大拉伸應(yīng)變可達(dá)120%，靈敏度達(dá)到216，同時(shí)有著超過(guò)2000次拉伸/釋放循環(huán)的耐久度。此外，該織物傳感器有著良好的空氣穩(wěn)定性。該應(yīng)變傳感器展現(xiàn)了穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)人體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的性能，預(yù)示了它在智能穿戴電子、人機(jī)交互領(lǐng)域的廣大應(yīng)用前景。在這項(xiàng)工作中，課題組對(duì)傳感器的重要性能指標(biāo)都進(jìn)行了測(cè)試[19]。1）最大應(yīng)變范圍，即應(yīng)變傳感器在保證穩(wěn)定電阻響應(yīng)情況下所受最大拉伸應(yīng)變程度。由于應(yīng)變傳感器所用導(dǎo)電材料、柔性基底甚至制造工藝的不同，導(dǎo)致其可拉伸性各不相同�，F(xiàn)在許多基于柔性基底的應(yīng)變傳感器的應(yīng)變范圍遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)的金屬箔應(yīng)變傳感器的檢測(cè)范圍[20]。例如Yang等[21]報(bào)道了一種以PDMS為基底的應(yīng)變傳感器，其最大應(yīng)變?yōu)?4.5%。Roh等報(bào)道的以碳納米管與導(dǎo)電聚合物為導(dǎo)電材料，PDMS為柔性基底的應(yīng)變傳感器，表現(xiàn)出了100%的最大應(yīng)變范圍。Lu等[22]制備的碳納米管/高彈性橡膠纖維應(yīng)變傳感器，其最大應(yīng)變范圍甚至高達(dá)200%。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]剪紙拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)引發(fā)的大面積高可拉伸柔性互連電極:直接印刷法制備和力學(xué)機(jī)理（英文）[J]. 李瑄,阮小莉,姚偉睛,劉力,田彬,王煥軍,馮宇,夏熱,吳偉.  Science China Materials. 2019(10)



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