【引言】
近年来，柔性应变传感器发展迅速，在许多方面都展现出非常重要的作用，如可穿戴电子设备、人工肌肉、人机交互和健康监测(如监测脉搏、呼吸、发声和运动)。这些应用对人类疾病的防治具有重要意义。柔性聚合物材料常用于柔性应变传感器的制备。以往对柔性导电材料的研究大多集中在填料的改性上，基体改性的效果尚不清楚。新材料的设计包括导电填料和聚合物基体的优化设计。前者可以减小导电填料与隧道之间的距离，后者可以减小隧道变形时的电势。导电聚合物的加入提供了额外的载体通道，并显著降低了接触电阻。在聚氨酯中加入共轭导电聚合物聚苯胺(PANI)可以增加电荷输运的有效态密度，从而降低隧穿势垒。因此将导电高分子与柔性高分子聚合物结合成为制备柔性传感器的有效方法。
【成果简介】
本文以聚苯胺(PANI)/聚氨酯(PU)复合物作为柔性基体材料，微米银片 (AgMFs)为导电填料，通过简单的混合固化工艺制备了AgMFs/PANI/PU柔性应变传感器。AgMFs 在传感器中起到主要的导电作用，PANI/PU复合材料赋予传感器良好的柔性和机械性能。AgMFs/PANI/PU柔性应变传感器具有灵敏度高(GF=173.66)，响应时间超短(10 ms)，循环稳定可靠(>4000次)的优点。将AgMFs/PANI/PU柔性应变传感器贴在人体关节处可以对人体运动进行监测，把柔性传感器与口罩联合使用还可对呼吸的状态进行精密监测。AgMFs/PANI/PU柔性应变传感器对微小形变也有很高的感知能力，例如柔性传感器可以对脉搏的跳动进行精确的测量。AgMFs/PANI/PU柔性应变传感器卓越的传感器性能显示了它在人体运动和健康监测等方面的巨大潜力。
【图文导读】
图1 （a）不同AgMFs含量下传感器电阻率的变化趋势；（b）不同PANI含量下传感器电阻率的变化趋势；（c）循环稳定性测试设备图；（d）4000次弯曲循环中AgMFs/PANI/PU柔性应变传感器的归一化电阻。
图2 将传感器固定在（a）手指；（b）脚踝；（c）膝盖；（d）眼角处对应的运动电流。
图3 （a）三次膝跳反射时的电流变化；（b）不同音量下读“sensor”一词时的电流变化；（c）手腕处脉搏跳动时的电流变化；（d）脉搏跳动测试的照片。
图4 通过改进的口罩监测人们的呼吸。（a）口罩的改进过程；（b）口罩监测正常和深呼吸时电流的动态变化；（c）佩戴口罩的照片。
【文章题目】
An Ultra-sensitive, Rapidly Responsive Strain Sensor Based on Silver Microflakes by Simple Process 论文通讯作者为马雷教授，第一作者为硕士研究生闫绍村。相关研究成果刊登于Chemistry Select. 2019, 4, 4407-4415. https://doi.org/10.1002/slct.201900558
