成果简介
本文，青岛科技大学观珊珊副教授团队在《Composites Part A: Applied Science and Manufacturing》期刊发表名为“PDMS-based conductive elastomeric composite with 3D reduced graphene oxide conductive network for flexible strain sensor”的论文，研究通过乳胶组装技术开发了一种基于还原氧化石墨烯/聚二甲基硅氧烷（rGO/PDMS）导电弹性复合材料和3D导电网络的新型柔性应变传感器。
在此，受益于乳胶颗粒的排除体积，rGO 选择性地位于它们之间的间隙空间中，从而形成具有超低量 rGO（0.44 vol%）的 3D 导电网络，从而使 rGO/PDMS 复合材料成为可能机械坚固且灵活。值得注意的是，每个PDMS乳胶颗粒都类似于一个“弹性气球”，从而在外部刺激下辅助导电网络的破坏和重建，从而赋予传感器出色的灵敏度。特别是，应变传感器表现出卓越的灵敏度（44.01），广泛的应变范围 (300%) 和良好的稳定性 (2500 次循环)。由于这些优点，传感器可以有效地检测人的手指运动、面部肌肉、语音识别和生理信号。
图文导读
图 1。(a) rGO/PDMS 薄膜的制备过程。(b) 具有优异超轻特性的rGO/PDMS 薄膜的光学图像。(c) 不同形状的导电 rGO/PDMS 薄膜。(d) 工艺放大制备的rGO/PDMS薄膜的光学图片 (20cm×13cm)。
图2。rGO/PDMS薄膜的横截面（ab）SEM图像和（cd）TEM图像。(e) GO 悬浮液、(f) 阴离子羟基硅氧烷胶乳、(g) GO/PDMS 混合物和 (h) GO/PDMS 薄膜的光学显微镜图像。
图3。(a) rGO/PDMS 薄膜在拉伸应变 0%、100%、200% 和负载 200 g 重量下的照片。(b) PDMS 和 rGO/PDMS 薄膜的应力-应变曲线。(c) rGO/PDMS 薄膜的电导率与 rGO 负载的关系。(d) 电导率与ρ-ρ c的对数图。
图4、rGO/PDMS薄膜的传感性能
图5、作为可穿戴传感器监测人体活动
小结
基于具有三维导电网络的导电弹性复合材料（CEC）的柔性应变传感器在可穿戴电子设备中备受关注。应变传感器可以有效地检测人体的精细动作，如弯曲手指、面部表情变化、声带振动、脉搏和说话。此外，rGO/PDMS传感器还可以感知温度变化，可应用于人体温度测量，因此在当前2019冠状病毒疾病大流行期间具有很大的应用前景。更重要的是，制备过程是通用的、可扩展的、环境友好的和具有成本效益的，这将有助于其在未来的商业化。
文献：https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2022.107113
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