研究分析了一種具有扭轉(zhuǎn)低干擾、防水和自粘特性的柔性應(yīng)變傳感器，該傳感器以銅/石墨烯微裂紋復(fù)合膜作為應(yīng)變敏感層，以自粘硅膠作為防水和自粘層。該傳感器具有響應(yīng)范圍廣（應(yīng)變能力高達(dá) 110%）、靈敏度高（測(cè)量系數(shù)為 847.87（92% < ε < 110%））、傳感耐久性好（在 25% 應(yīng)變下的響應(yīng)周期為 10000 次）等特點(diǎn)，并能檢測(cè)超小應(yīng)變（0.2% 應(yīng)變）。此外，該傳感器在不同應(yīng)變水平（0%-40%）和狀態(tài)（未扭轉(zhuǎn)、扭轉(zhuǎn) 90° 和扭轉(zhuǎn) 180°）下表現(xiàn)出相似的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)，表明其具有扭轉(zhuǎn)低干擾的特性。此外，自粘性硅膠可使傳感器直接粘附在皮膚表面，減少運(yùn)動(dòng)偽影，提高水下活動(dòng)時(shí)監(jiān)測(cè)復(fù)雜應(yīng)變狀態(tài)的準(zhǔn)確性。因此，該柔性應(yīng)變傳感器有望成為水下使用的下一代柔性應(yīng)變傳感器。

本研究提出了一種高靈敏度的應(yīng)變傳感器，該傳感器具有扭轉(zhuǎn)、低干擾、自粘性和防水性。傳感器設(shè)計(jì)基于裂紋橋接機(jī)制，該機(jī)制包括將石墨烯薄膜摻入銅膜中。這種設(shè)計(jì)有效地解決了與基于裂紋的應(yīng)變傳感器相關(guān)的響應(yīng)范圍有限和重復(fù)性差的問(wèn)題。此外，敏感膜上覆蓋有硅膠，具有防水和自粘性能。此外，這種涂層限制了裂紋島的擴(kuò)展自由度，允許裂紋島之間更好地?cái)嚅_(kāi)和重新連接，從而提高傳感器的整體性能。

鑒于這些機(jī)制，MGCC應(yīng)變傳感器表現(xiàn)出高達(dá)847.87（92%< ε <110%）的應(yīng)變系數(shù)，110%的寬響應(yīng)范圍和25%應(yīng)變下10000次循環(huán)的穩(wěn)定動(dòng)態(tài)響應(yīng)。此外，它還可以檢測(cè)超小應(yīng)變（0.2%應(yīng)變）。此外，該應(yīng)變傳感器在小于 40% 的應(yīng)變拉伸下對(duì) 0°–180° 的扭轉(zhuǎn)敏感度低，表明它具有一定程度的扭轉(zhuǎn)低干擾。它還展示了凹凸應(yīng)變的準(zhǔn)確分辨率。因此，MGCC傳感器可用于監(jiān)測(cè)水下活動(dòng)、人體生理和運(yùn)動(dòng)。該傳感器的出色性能使其成為電子皮膚、水下機(jī)器人和醫(yī)療保健應(yīng)用的有前途的候選者。

來(lái)源：傳感器專家網(wǎng)