PDA@CNTs/EVA纤维应变传感器的制备及其性能

作者：谢明辉; 董余兵^*

来源：浙江理工大学学报, 2022, 47(04): 512-523.

• 应变传感器
• CNTs
• 乙烯-醋酸乙烯酯
• 盐酸多巴胺
• 大应变范围

为了获得具有高灵敏度、宽传感范围和卓越耐用性等优异特性的柔性应变传感器，以乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA)、碳纳米管(Carbon nanotubes, CNTs)和盐酸多巴胺(3-Hydroxytyramine hydrochloride, PDA)为主要原料，通过双螺杆挤出拉伸制备EVA纤维，采用溶胀-超声法和原位聚合法先后制得CNTs/EVA纤维和PDA@CNTs/EVA纤维。采用SEM、万能试验机、TGA、电化学工作站和静电计等仪器设备，表征分析了该纤维的微观结构、力学性能、热稳定性和传感性能，并探究了该纤维在人体运动监测方面的应用性能。结果表明：CNTs均匀附着在EVA表面，PDA呈颗粒状黏附在CNTs上面；PDA@CNTs增强了EVA纤维的力学性能，改善了EVA纤维的热稳定性；PDA@CNTs/EVA纤维传感器具有较大应变传感范围(330%)、高灵敏度(17.1)、超快响应速度(257.8 ms);同时，PDA@CNTs/EVA纤维传感器具有优异的静态稳定性和动态耐用性(>3000次循环);对人体运动(包括肘关节的运动、手指的弯曲和嘴巴鼓气/呼气)的监测表明，PDA@CNTs/EVA纤维传感器在人工智能领域的人机界面具有广阔的应用前景。

• 单位
  浙江理工大学