基于十字结构 Fe NWs/Graphene/Interlock 的精确多向感知和宽应变范围多向柔性应变传感器

摘要:

多向柔性应变传感器在医疗、运动、机器人和虚拟现实等领域至关重要。但当前存在的问题是难以在精确实现多向检测的同时具备优异的传感性能。本文利用 Fe NWs、Graphene 和双罗纹针织物（GR@Fe NWs IKF）成功制备了敏感层，基于 GR@Fe NWs IKF 敏感层制备了十字形结构的多向柔性应变传感器，得益于正交配置原理设计的十字形结构所特有的多向感知属性使得传感器能够实现多向感知，对施加力的方向具有明显的表现，但是对于垂直于施加力的方向几乎没有反应，在 0-75% 工作范围内表现出优异的单向感知能力，即拉伸方向的灵敏度为 8.888，垂直于拉伸方向的灵敏度为 0。该传感器在大应变 75%-100% 范围内具有良好的线性响应 (R2=99.0%)，并且在高达 80% 应变 (~2000 次循环 ) 下具有良好的再现性。此外，通过对人体复杂的多自由度颈部、手腕运动和施加不同角度应力进行检测，实现多向运动监测，在运动监测、人机交互等领域中展示了广阔的应用前景。

Abstract: