吉林大学：研发高机械强度的可降解仿生应变传感器
文库划重点：该传感器可以在较大的外部张力、冲击载荷甚至水下环境下保持正常性能，为极端恶劣环境下的环保柔性传感器提供了新颖的设计原理。
柔性应变传感器因其广阔的应用前景而受到广泛关注。然而，目前大多数柔性应变传感器由于强度低，随着载荷的增加其性能会受到很大影响，可能无法保持正常的传感性能，严重制约了传感器的推广和应用。此外，大量报道的应变传感器由合成高分子材料制成，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚二甲基硅氧烷，它们的生物相容性和生物降解性有限，可能加剧环境危机。因此，构建具有良好机械性能的可生物降解、灵敏的应变传感器至关重要。
考虑到机械性能和环境问题，吉林大学工程仿生教育部重点实验室张俊秋教授和韩志武教授等人设计并制造了一种具有优异传感和机械性能的RGO/BF/Ecoflex柔性应变传感器。该传感器不仅继承了纤维的机械坚固性，还具有源自弹性体的出色柔韧性。同时，所涉及的弹性体和纤维属于可降解材料，通过将“绿色”玄武岩纤维(BF)引入可降解弹性体(Ecoflex)中可以有效避免环境问题。
作为应变传感器，它具有对拉伸和弯曲应变的高灵敏度(应变系数分别为138.1 和 80)、快速响应速度(164 ms)、长循环稳定性(40,000 次循环)、出色的动态响应能力和低检测阈值(0.02 %)。凭借这些优势，该传感器可作为人体运动检测器和情绪监测器，在智能可穿戴电子领域展现出广阔的应用前景。更重要的是，该传感器可以在较大的外部张力、冲击载荷甚至水下环境下保持正常性能，为极端恶劣环境下的环保柔性传感器提供了新颖的设计原理。
传感器可以在强烈的外部拉伸下保持结构完整，其可以很容易地承受一个反应釜(5公斤)的重量。当外部负载超过150 N时，传感器可以保持稳定可靠的相对电阻变化。相比之下，大多数基于聚合物的传感器的最大承载能力为5 N，表明传感器可以承载大载荷。弹性体包裹在RGO/BF表面作为封装层，赋予传感器水下检测能力。当水滴到浸入在去离子水中的传感器表面时，传感器的输出电阻表现出明显的变化，当液面平静后，阻力恢复初始值，表明RGO/BF/Ecoflex柔性应变传感器具有水下检测能力。
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