隨著集成到衣服上的各種電子元器件，如電子皮膚、柔性晶體管、能量收集和存儲裝置的大量涌現(xiàn)，智能織物（電子織品）和可穿戴設(shè)備引起了人們的廣泛興趣。在這些電子元器件中，可以感受或響應(yīng)外界刺激的壓力、應(yīng)力傳感器是電子織品的重要組成部分。智能服裝的飛速發(fā)展對這些傳感器提出了更高的要求，希望其具有和柔性纖維可比的輕質(zhì)量、舒適、柔性，然而，大多數(shù)壓力傳感器是由傳統(tǒng)光刻等方法制備的硅基壓力傳感器，它們的高硬度、低靈敏性和有限的傳感范圍很難滿足智能服裝未來發(fā)展需求。

　　基于以上缺憾，中國科學院北京納米能源與系統(tǒng)研究所蒲雄研究員、胡衛(wèi)國研究員和王中林院士（共同通訊）的團隊研制了大面積全織物壓力傳感器陣列，可應(yīng)用于智能服裝和可穿戴電子設(shè)備中來探測應(yīng)力分布信號，以對身體的生理活動健康進行實時的監(jiān)測和響應(yīng)。研究成果發(fā)表在Advanced Materials上。

　　這種大面積織物基壓力傳感器陣列的特點是上下電極均由普通的織物（叉指紡織電極底層和碳納米管棉織物表層）構(gòu)成。其中，叉指紡織電極底層是在Kapton膠帶密封的聚酯織物上經(jīng)激光雕刻形成具有期望圖案的掩模，再通過無電沉積（ELD）進行共形Ni涂層制成。當應(yīng)力施加在其表面時，上層粗糙纖維束和下層叉指電極的金屬顆粒接觸和分離，引起輸出變化，從而對外界壓力進行感知。

　　基于織物的壓力傳感器的制造（a織物壓力傳感器的制造工序； b、c涂Ni叉指紡織電極；d、e不同放大倍數(shù)下的CNT涂層棉織物；f紡織傳感器可彎曲性；j在聚酯織物上制作的不同圖案的電路；g-i通過直流電源點亮打結(jié)（g）、卷繞（h）和彎曲（i）的織物電路中的LED燈）

　　據(jù)介紹，制成的紡織基的傳感器顯示出高靈敏度（在3.5kPa壓力下為14.4kPa?1，在3.5-15kPa壓力為7.8 kPa?1）、穩(wěn)定的循環(huán)性能（1000次）、快速的響應(yīng)時間（≈24ms）和低檢出限值（2Pa）等特性。附著在人造手不同手指上的壓力傳感器陣列，輸出信號可以實時地隨著應(yīng)力大小的變化而變化，從而使人造手具有“觸覺”。

　　該織物壓力傳感器可直接穿戴在人體表面，進行微小振動如脈搏的探測。由于該傳感器全是由纖維構(gòu)成，所以也可以直接集成到衣服上，用于實時、動態(tài)地描繪壓力分布，而不損失衣服原本的舒適和透氣性。這樣，一部分壓力和生理健康信號的探測和響應(yīng)可以直接由嵌入衣服中的纖維傳感器完成，不需要外置的器件。

　　使用紡織傳感器實時檢測不同的機械力和聲音（a共形地安裝在彎曲手指皮膚上的可佩戴傳感器的電流信號； b、c壓縮和彎曲動態(tài)機械力下的電流信號；d、e一段音樂的實時聲音振動電流信號；f、g附著在頸部的傳感器在講不同單詞時的實時電流信號）

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