有機硅小知識-石墨烯聚二甲基硅氧烷復(fù)合泡沫作為壓阻式傳感器
針對個性化醫(yī)療監(jiān)護的需求,對柔性、超敏、可擠壓、可貼裝和可穿戴傳感器的需求日益增長,因此有必要探索基于納米聚合物復(fù)合材料的新型傳感器。下面介紹一下關(guān)于敏感的3D可壓縮石墨烯-聚二甲基硅氧烷(PDMS)泡沫壓阻傳感器。該傳感器通過將多層石墨烯納米顆粒注入糖基多孔PDMS泡沫結(jié)構(gòu)中來實現(xiàn)。所制得的壓阻式泡沫塑料傳感器的靜態(tài)和動態(tài)壓縮應(yīng)變測試結(jié)果顯示,在0-50%的應(yīng)變范圍內(nèi),存在兩個線性響應(yīng)區(qū)域,平均應(yīng)變因子為2.87~8.77。此外,動態(tài)刺激響應(yīng)揭示了傳感器的能力,有效地跟蹤動態(tài)壓力高達70赫茲的頻率。該傳感器在36000次循環(huán)壓縮載荷和100次完整的人類步態(tài)運動周期中顯示出很高的穩(wěn)定性。通過仿真步態(tài)模型和實時步態(tài)表征實驗,3D傳感泡沫體可精確的對人體步態(tài)進行監(jiān)測。實時步態(tài)實驗表明,鞋底三個位置的壓力分布信息不僅可以區(qū)分步行和跑步等不同的人類步態(tài),還可以識別可能的跌倒情況。本論文還展示了傳感器區(qū)分足部解剖結(jié)構(gòu)的能力,如扁平足(低中心弓)和中弓腳,這是更有效的生物力學(xué)。此外,傳感器能夠感知各種基本的關(guān)節(jié)運動反應(yīng),證明它們適合于個性化醫(yī)療應(yīng)用。