【儀表網 儀表研發】近年來，隨著電子技術的快速進步，越來越多的電子設備正在向著小型化、柔性化和可穿戴方向發展。柔性可穿戴傳感器由于其在空氣質量檢測，人體運動檢測、健康醫療等方面的巨大市場潛力而受到廣泛關注和研究。
 

 

　　2018年度，河北工業大學材料科學與工程學院/能源裝備材料技術研究院殷福星教授團隊，苑文靜副研究員在柔性傳感器領域進行了一系列研究，取得了突破進展。相關研究成果發表于 Journal of Materials Chemistry A , ACS Applied Materials & Interfaces , Journal of Materials Chemistry C , Sensors and Actuators B-Chemical 等SCI一區期刊。
 

　　傳統的平面結構薄膜不利于氣體分子的擴散和穿透。該課題組提出結合靜電紡絲和自組裝技術，制備MXene/聚合物三維纖維骨架。三維骨架可提供高度互連的多孔結構，有利于有機氣體分子的擴散，吸附和脫附。MXene表面豐富的修飾官能團(–OH, –O, –F等)可進一步為氣體分子提供活性吸附位點。通過自組裝技術可獲得極薄(單層或寡層)的MXene傳感層，具有高比表面積，可有效使活性吸附位點全部暴露。該傳感器可在室溫下連續工作，對微量極性有機氣體(丙酮、甲醇和乙醇)具有高靈敏度 (0.10-0.17 ppm-1)，低檢測限 (50 ppb)，極寬的傳感范圍 (ppb級至飽和蒸氣)，以及良好的重現性和可靠性。同時，該傳感器可在室溫條件操控和使用，并具備良好的柔性，有望集成于便攜式可穿戴設備。
 

　　此外，該課題組采用類彈簧結構的包芯紗作為柔性骨架，表面組裝二維片層結構石墨烯，得到包芯紗-石墨烯復合網膜作為應變傳感器的導電層，替代表面平整的平面導電層。復合網膜特殊的類彈簧網狀結構對外界機械刺激極為敏感，使傳感器在靈敏度和檢測限等方面的性能均有大幅度提高。該傳感器可檢測拉伸、彎曲、壓縮和微弱震動等多種形變。具有高靈敏度、低檢測限、寬傳感范圍、良好的柔性和穩定性。可實現原位檢測人體活動(如關節彎曲)，和生理信號(如脈搏、呼吸等)，為電子皮膚的發展提供了技術支持，具有重要的研究意義和實際應用價值。
 

　　(原文標題：我校在柔性可穿戴傳感領域取得一系列研究進展)