石墨烯协同聚苯胺改性弹性氨纶织布的应变传感特性研究

作者：李梦楠; 马传国^*; 陆美胭; 肖鹏翔; 戴培邦

来源：功能材料与器件学报, 2022, 28(04): 385-394.

DOI：10.20027/j.gncq.2022.0037

• 石墨烯
• 聚苯胺
• 氨纶织布
• 协同作用
• 柔性应变传感器

本文分别以浸渍和原位聚合的方式将石墨烯(Gr)和盐酸(HCl)掺杂的聚苯胺(PANI)作为导电填料负载于弹性氨纶织布上，分别制备了Gr/织布(GF)、PANI/织布(PF)以及Gr/PANI/织布(GPF)柔性应变传感器，系统研究了不同制备条件下三种传感器的结构和应变传感特性。结果表明：使用1.5 M HCl掺杂的PANI和0.5 mg/mL浓度的Gr分散液共同改性织物时，二者发挥了显著的协同增强作用，制得了综合传感性能最佳的GPF柔性应变传感器，该传感器具有较高的灵敏度(50%应变时为15.96)、较快的响应时间(350 ms)、较宽的应变范围(0%～100%)以及优异的重复性(1 000次)。对比三种器件发现，PF的传感性能最差，而GF虽有较高的灵敏度(69.7),但其循环稳定性差。最后，组装的GPF传感器成功用于人体运动和物理行为监测，表明该传感器在人工智能和可穿戴等领域具有良好的应用前景。

• 单位
  桂林电子科技大学