近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院先進(jìn)材料研究中心汪正平與孫蓉領(lǐng)導(dǎo)的先進(jìn)電子封裝材料創(chuàng)新科研團(tuán)隊，研發(fā)出一種具有低成本、高可拉伸性、高靈敏度等功能特性的柔性可拉伸應(yīng)變傳感器材料，并實(shí)現(xiàn)對人體運(yùn)動行為的實(shí)時監(jiān)測。研究成果以《通過電沉積法制備的基于微裂紋機(jī)理的鎳/石墨烯包覆的聚氨酯海綿三元雜化材料用于高靈敏度可穿戴柔性應(yīng)變傳感器》為題在線發(fā)表在Journal of Materials Chemistry C上。

　　可穿戴柔性應(yīng)變傳感器已成為未來發(fā)展智能材料的重點(diǎn)研究方向，其在人機(jī)交互系統(tǒng)、電子皮膚、人體運(yùn)動行為監(jiān)測系統(tǒng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。其中，可拉伸性及靈敏度是應(yīng)變傳感器材料重要的性能指標(biāo)，如何在實(shí)現(xiàn)高可拉伸性的同時大幅度提高靈敏度仍是目前面臨的挑戰(zhàn)。

　　科研人員利用聚氨酯海綿經(jīng)過數(shù)次吸附還原過程制得導(dǎo)電性良好的石墨烯包覆聚氨酯海綿，通過電沉積方法，在其表面包覆一層帶有微裂紋的金屬鎳，利用柔性聚合物封裝方式制備出了鎳/石墨烯包覆的聚氨酯海綿柔性應(yīng)變傳感器。該制備方法簡單、成本低，并將電化學(xué)方法引入了傳感器的制備中，提高了其靈敏度。該柔性應(yīng)變傳感器表現(xiàn)出了良好的性能：寬應(yīng)變范圍（0%~65%）、高靈敏度（36.03~3360.09）、快速響應(yīng)時間（＜100ms）、高可靠性（1000次拉伸及彎曲循環(huán)）。此外，該傳感器應(yīng)用于人體手指彎曲活動監(jiān)測以及面部肌肉拉伸監(jiān)測等，展示了其在柔性可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域的良好應(yīng)用價值。

　　該項目得到國家自然科學(xué)基金，廣東省創(chuàng)新科研團(tuán)隊和深圳市孔雀計劃團(tuán)隊，國家自然科學(xué)基金-廣東省聯(lián)合基金，國家自然科學(xué)基金-深圳機(jī)器人市聯(lián)合基金，深圳市重點(diǎn)研究計劃等的支持。

三元雜化材料結(jié)構(gòu)示意圖（上）電阻變化隨應(yīng)變曲線（左下）以及面部肌肉拉伸測試（右下）