rGO MWCNT PDMS复合柔性压力传感器的制备与性能

作     者：陈岭 任孟 张德锁 CHEN Ling;REN Meng;ZHANG Desuo

作者机构：国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心江苏苏州215163 苏州大学纺织与服装工程学院江苏苏州215021 

出 版 物：《现代纺织技术》 (Advanced Textile Technology)

年 卷 期：2023年第31卷第5期

页      面：22-29页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：苏州市重点产业技术创新前瞻性应用研究项目(SYG201936) 

主　　题：压力传感器 聚二甲基硅氧烷 多壁碳纳米管 还原氧化石墨烯 

摘      要：为开发具有较高灵敏度和稳定性的电容式柔性压力传感器,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,通过方糖颗粒造孔,并掺杂多壁碳纳米管(MWCNT)和还原氧化石墨烯(rGO),制备了rGO MWCNT PDMS多孔复合柔性压力传感器。比较研究了单一掺杂MWCNT和复合掺杂对提升传感器灵敏度的作用,分析了不同掺杂后PDMS多孔海绵的结构以及掺杂含量对灵敏度的影响,测试了传感器的响应时间、迟滞性、循环稳定性等关键传感特性,探讨了其在智能可穿戴纺织品中的应用可行性。结果表明:添加rGO的共混掺杂能够有效改善MWCNT掺杂时的团聚问题,保持PDMS基海绵的多孔结构,并有效提升了压力传感器的灵敏度。当MWCNT与rGO质量比为1∶1,掺杂含量为2.5%时,rGO MWCNT PDMS复合柔性压力传感器的灵敏度最高,在0~0.5 kPa压强范围内的灵敏度达到了0.313 kPa-1,是纯PDMS的4倍多。同时,该柔性压力传感器还表现出较快的响应时间,极小的迟滞误差,良好的循环稳定性和力学稳定性。利用该柔性压力传感器所设计的智能鞋垫对不同脚部压力作用表现出良好的响应反馈,展现出其在智能可穿戴产品中的广阔应用前景。