將石墨烯織帶作為基材覆合于彈性針織面料上,以制備柔性石墨烯傳感帶。在伸長率為0～25%時,通過定伸長拉伸試驗測試不同初始長度的石墨烯傳感帶電阻與伸長率關(guān)系、靈敏度、重復(fù)性以及穩(wěn)定性。結(jié)果表明:當(dāng)伸長率小于10%時,柔性石墨烯傳感帶的電阻增長速率較快,而當(dāng)伸長率超過10%后,電阻變化較小;伸長率為0～10%,其靈敏系數(shù)可達6.0以上;5次重復(fù)性拉伸測試發(fā)現(xiàn),該傳感帶具有良好的重復(fù)性及穩(wěn)定性。研究表明,該柔性石墨烯傳感帶在服裝用人體數(shù)據(jù)采集如長度測量等方面有一定的應(yīng)用性。 

【文章來源】：東華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,46(01)北大核心

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【部分圖文】：

拉伸伸長電阻測試裝置示意圖

通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，柔性石墨烯傳感帶6#～10#的電阻與伸長率對應(yīng)的散點分布都較為規(guī)律，整體走勢較為一致，因此僅列舉試樣7#和10#，如圖3所示。由圖3可以看出，在伸長率為0～25%時，傳感帶的電阻隨著伸長率的增大而逐漸增大。從傳感帶電阻的增長速度來看，其分界點所對應(yīng)的伸長率在10%附近，整體走勢可被劃分為兩個階段，當(dāng)伸長率小于10%時，電阻增長速率較快，但當(dāng)伸長率超過10%后，其電阻變化較小。本文選擇8%～9%、9%～10%、10%～11%和11%～12%共4個區(qū)間，用以比較傳感帶6#～10#在相應(yīng)區(qū)間的電阻變化量ΔR，結(jié)果如表3所示。由表3可知，當(dāng)伸長率超過10%后，傳感帶的電阻增速明顯變慢，且逐漸趨于穩(wěn)定。這是由于當(dāng)伸長率超過10%后，傳感帶的電阻變化較小且僅有微小浮動，因此選擇10%作為分界點，下文僅對伸長率為0～10%時傳感帶的傳感性能進行分析。使用Origin 9.0軟件分別對傳感帶6#～10#在伸長率為0～10%內(nèi)的電阻（R）與伸長率（ε）的相關(guān)關(guān)系進行方程擬合，其擬合結(jié)果如表4所示。由表4可知，傳感帶6#～10#的電阻與伸長率的關(guān)系符合指數(shù)函數(shù)，相關(guān)系數(shù)均大于0.98，可見其擬合效果良好。

重復(fù)性是指傳感器在同一輸入值連續(xù)多次變化時，其輸出值曲線不一致的程度，可作為衡量傳感器性能穩(wěn)定的一項重要指標(biāo)[13]。為確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，進行5次重復(fù)拉伸試驗，每個樣品每次拉伸試驗完成后，靜置于水平臺面上3h，重新測量其初始長度與初始電阻值。分別記錄每次試驗結(jié)果，用以分析其重復(fù)性。以傳感帶6#為例，其拉伸伸長率為0～25%，以均勻的拉伸長度間隔共記錄了30組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)均為傳感帶被拉伸后的長度值和此時的電阻值。5次重復(fù)測試中，傳感帶的拉伸量與首次試驗保持一致，以保證試驗的重復(fù)進行。試驗結(jié)果如圖4所示，其中下角標(biāo)n表示第n次拉伸測試試驗，n=1,2，…，5。圖4 柔性石墨烯傳感帶的5次重復(fù)測試情況

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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