变化蜂巢织物基压力传感器的制备及性能研究 被引量：1

1

作者 张欣欣 卢东星 +2 位作者 王清清 袁小红 邱玉宇 《棉纺织技术》 CAS 2024年第5期29-34,共6页

为改善织物基柔性压力传感器的灵敏度、响应性和稳定性,通过机织结构设计将微结构引入棉织物中,织造了具有圆顶形微表面结构的变化蜂巢组织织物。以变化蜂巢织物、炭黑(CB)和聚乙烯醇(PVA)为原料,采用浸烘法制备了不同的传感织物。测试... 为改善织物基柔性压力传感器的灵敏度、响应性和稳定性,通过机织结构设计将微结构引入棉织物中,织造了具有圆顶形微表面结构的变化蜂巢组织织物。以变化蜂巢织物、炭黑(CB)和聚乙烯醇(PVA)为原料,采用浸烘法制备了不同的传感织物。测试了炭黑质量分数与传感器电阻的关系,并对制备的传感器结构形貌和力学传感性能进行表征,探讨其在人体运动监测中的应用。结果表明:在炭黑质量分数为5%时,传感器电阻降至20 kΩ/cm,制备的传感器具有较高的灵敏度,较小的迟滞性,在不同压力和压缩速率条件下均能保持良好的稳定性、重复性及耐用性。认为:制备的传感器可以应用于人体运动监测,包括手指按压、指关节、手腕和肘关节弯曲运动等。 展开更多

关键词 织物压力传感器 微结构 变化蜂巢组织织物 聚乙烯醇 运动检测 炭黑 电阻

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蚕丝基柔性压力传感器的制备及其性能研究 被引量：1

2

作者 刘嘉琪 汪宇佳 +2 位作者 王胜男 代方银 李智 《丝绸》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期34-42,共9页

蚕丝具有优异的生物相容性、可降解性和易加工性等,是应用于柔性电子领域的理想柔性基底材料。本文通过气液界面聚合法,在蚕丝织物、平板丝和静电纺丝素膜三种蚕丝材料表面实现聚苯胺的原位生长,成功制备出以聚苯胺为活性导电介质的柔... 蚕丝具有优异的生物相容性、可降解性和易加工性等,是应用于柔性电子领域的理想柔性基底材料。本文通过气液界面聚合法,在蚕丝织物、平板丝和静电纺丝素膜三种蚕丝材料表面实现聚苯胺的原位生长,成功制备出以聚苯胺为活性导电介质的柔性基材,并将其组装成柔性压阻式压力传感器,这为开发高性能、安全可靠和轻质便携的可穿戴电子产品提供新的方法和途径。结果表明:三种蚕丝基柔性压力传感器中,蚕丝织物聚苯胺传感器具有最大的压力检测范围(16.27~504.79 kPa),拉伸变形可达20%,灵敏度仅为0.00129 kPa^(-1);静电纺丝素膜聚苯胺传感器灵敏度最高(0.01376 kPa^(-1)),但拉伸变形能力差,仅可拉伸2.3%;平板丝聚苯胺传感器压力检测灵敏度略高于蚕丝织物聚苯胺传感器,达到0.00134 kPa^(-1),线性检测范围为9.8~87.6 kPa。本文研究开发的蚕丝基柔性压力传感器在运动检测领域具有较好的应用前景。 展开更多

关键词 蚕丝织物 平板丝 静电纺丝素膜 聚苯胺 气液界面结合 柔性压力传感器

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基于粒度梯度的MXene复合棉织物压力传感器开发及应用研究 被引量：1

3

作者 张茄林 王晓 《电子元件与材料》 CAS 北大核心 2024年第1期23-32,共10页

近年来基于纺织品的传感器因其出色的柔软性和透气性在传感领域受到广泛关注,而MXene凭借其卓越的导电性、生物相容性和机械性能,成为柔性传感器的理想选择。然而,基于MXene的柔性织物传感器大多制备过程复杂。研究采用简便高效的抽滤技... 近年来基于纺织品的传感器因其出色的柔软性和透气性在传感领域受到广泛关注,而MXene凭借其卓越的导电性、生物相容性和机械性能,成为柔性传感器的理想选择。然而,基于MXene的柔性织物传感器大多制备过程复杂。研究采用简便高效的抽滤技术,制备了MXene复合棉织物,探究MXene粒度对复合棉织物形貌、导电性、耐洗性、透气性和拉伸性的影响。研究结果表明,通过粒度梯度分层负载的方式,可以显著提升复合棉织物的整体性能。此外,探究了不同MXene浓度对压力传感器灵敏度的影响。当浓度为0.4 mg/mL时,传感器在宽传感范围(0~160 kPa)展现出高灵敏度(64.95 kPa^(-1))、快速响应和恢复时间(127 ms/165 ms)、低检测限(10.8 Pa)和良好的耐用性能(1000次循环)。该传感器不仅可用于人体运动监测,还可作为高效的独立加热器使用,为功能性监测和医疗诊断应用提供了研究参考。 展开更多

关键词 MXene 棉织物 压力传感器 智能纺织品

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导电针织面料在微小压力下的压阻性能研究 被引量：6

4

作者 衣卫京 郑嵘 顾远渊 《针织工业》 北大核心 2014年第9期12-14,共3页

碳系导电复合材料涂覆到针织面料后形成的导电针织面料具有明显的压阻性能,可以用作柔性压力或应变传感器的灵敏元件,本文研究了该导电针织面料在受到较小压力时的压阻性能,并探讨了不同的结构和测试条件对其压阻性能的影响。结果表明：... 碳系导电复合材料涂覆到针织面料后形成的导电针织面料具有明显的压阻性能,可以用作柔性压力或应变传感器的灵敏元件,本文研究了该导电针织面料在受到较小压力时的压阻性能,并探讨了不同的结构和测试条件对其压阻性能的影响。结果表明：在0~3 kPa的压力范围内该导电针织面料的压力与电阻关系呈现非常好的线性关系,且在重复测试时具有良好的重复性;改变针织面料表面的涂层,压力测量能在更宽的范围内调整。该面料可以用于智能服装、柔性人台等的压力测量。 展开更多

关键词 导电针织面料 压阻性能 碳系导电复合材料 压力传感器 智能服装 服装压力

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基于Ag NWs/棉织物柔性压力传感器的制备及性能

5

作者 巫云龙 王健骁 +2 位作者 郑姣姣 张梦阳 燕阳天 《纺织高校基础科学学报》 CAS 2024年第3期78-84,共7页

针对柔性传感器制造工艺繁琐、成本昂贵等缺点,以银纳米线(Ag NWs)为导电物质,以棉织物为弹性基体,采用反复浸渍的方法制备出一类具有良好弹性的柔性压力传感器。实验结果显示,棉织物经Ag NWs浸渍后,Ag NWs可均匀包裹在棉纤维上,形成有... 针对柔性传感器制造工艺繁琐、成本昂贵等缺点,以银纳米线(Ag NWs)为导电物质,以棉织物为弹性基体,采用反复浸渍的方法制备出一类具有良好弹性的柔性压力传感器。实验结果显示,棉织物经Ag NWs浸渍后,Ag NWs可均匀包裹在棉纤维上,形成有效的导电网络,且具有一定的柔性。此外Ag NWs的含量越高,Ag NWs对织物的导电性越好。在5次浸渍后,Ag NWs/棉织物内部形成稳定的导电网状结构,其检测灵敏度可达到3.36 kPa^(-1)。在压力为1.74~7.60 kPa范围内,此传感器对压力的响应和松弛时间均为50 ms。证明所研制的压力传感器具有较好的传感性能,可以作为一种优良的柔性压力传感器使用。 展开更多

关键词 棉织物 Ag NWs 柔性压力传感器 灵敏度

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柔性织物压力传感器的制备及其性能研究 被引量：2

6

作者 宋来鑫 赖孟依 +2 位作者 王姝玥 赵玉珍 王悦辉 《棉纺织技术》 CAS 北大核心 2023年第6期42-47,共6页

为改善基于织物的柔性可穿戴压力传感器在使用时的灵敏度、可靠性和可持续性,采用直写工艺设计和制作纳米银线叉指电极,并将其作为底电极;采用浸泡工艺制作纳米银线导电织物,将其作为压阻层。将两者组装成为压阻式柔性织物压力传感器,... 为改善基于织物的柔性可穿戴压力传感器在使用时的灵敏度、可靠性和可持续性,采用直写工艺设计和制作纳米银线叉指电极,并将其作为底电极;采用浸泡工艺制作纳米银线导电织物,将其作为压阻层。将两者组装成为压阻式柔性织物压力传感器,并测试相关性能。结果表明:施加不同的压力,压力传感织物的电流都是随着施加电压的增加而线性增加;压力传感织物具有较好的传感稳定性和重现性,对外力具有较好的响应性能和较高的灵敏度;柔性织物压力传感器在0.1 V的低电压下实现了出色的开关比,5 g砝码压力下快速响应性能较好。认为:制备的柔性压力传感器在可穿戴控制器和运动检测中具有潜在应用价值。 展开更多

关键词 纳米银线墨水 叉指电极 导电织物 灵敏度 柔性压力传感器 直写工艺

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MXene增强的无纺布医用柔性压力传感器

7

作者 王诗淇 高冰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第10期117-119,123,共4页

随着对健康监测需求的日益增长,非侵入性和实时生理监测的可穿戴柔性传感器开发成为了研究热点。提出了一种创新的方法,用于开发可穿戴柔性传感器。该方法采用环境友好且成本效益高的无纺布作为基材,通过简易的浸涂工艺,结合无纺布的自... 随着对健康监测需求的日益增长,非侵入性和实时生理监测的可穿戴柔性传感器开发成为了研究热点。提出了一种创新的方法,用于开发可穿戴柔性传感器。该方法采用环境友好且成本效益高的无纺布作为基材,通过简易的浸涂工艺,结合无纺布的自然微结构与MXene优异的物理化学特性,成功制备了MXene改性的无纺布作为压力传感器的压力敏感层。这种柔性压力传感器工作稳定,传感范围广,在0~150kPa的压力工作范围内具备超高灵敏度(S1=0.5 kPa^(-1)和S2=1.12 kPa^(-1)),同时具有约25 ms和50ms的快速响应时间和释放时间。该传感器能够精确捕捉人体腕部的桡动脉脉搏信号,在医疗保健、体育训练和机器人技术等领域展现出了巨大的应用潜力,并为低成本、环保型传感器的开发提供了新思路。 展开更多

关键词 无纺布 MXene 柔性压力传感器 脉搏波

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金纳米线负载棉针织物柔性传感器制备及应用

8

作者 杨丽 李秋瑾 +1 位作者 巩继贤 张健飞 《针织工业》 北大核心 2022年第5期24-28,共5页

柔性传感器具有稳定性优异、响应迅速、灵敏度高等特点,在智能可穿戴设备上具有广阔的开发前景。为满足可穿戴器件的要求,制备金纳米线,并用金纳米线溶液浸渍处理棉针织物,获得具有较好性能的传感元件。利用铜离子处理后的纱线人工绣制... 柔性传感器具有稳定性优异、响应迅速、灵敏度高等特点,在智能可穿戴设备上具有广阔的开发前景。为满足可穿戴器件的要求,制备金纳米线,并用金纳米线溶液浸渍处理棉针织物,获得具有较好性能的传感元件。利用铜离子处理后的纱线人工绣制叉指电极,与金纳米线棉针织物复合材料组装成压阻式柔性传感器件,并将其置于人体的不同部位如手指、颈椎等部位,进行人体关节弯曲运动的传感性能测试。结果表明,所制备的压阻式柔性传感器实现了对人体关节运动过程中不同状态的实时跟踪与监测,取得了良好效果,为可穿戴柔性传感器的设计与应用提供了可行性方案。 展开更多

关键词 金纳米线 棉针织物 柔性压力传感器 压阻性能 运动监测与跟踪

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智能可穿戴柔性压力传感器的研究现状与发展趋势 被引量：4

9

作者 苏树盛 《纺织科技进展》 CAS 2023年第7期5-10,25,共7页

探讨国内外可穿戴柔性压力传感器的研究进展。分析当前柔性压力传感器的缺陷和在智能纺织品中应用的局限性因素。系统阐述柔性织物基压力传感器的制备、工作原理、结构、工艺与性能,重点探讨柔性织物基压阻式、电容式、压电式压力传感... 探讨国内外可穿戴柔性压力传感器的研究进展。分析当前柔性压力传感器的缺陷和在智能纺织品中应用的局限性因素。系统阐述柔性织物基压力传感器的制备、工作原理、结构、工艺与性能,重点探讨柔性织物基压阻式、电容式、压电式压力传感器和三维织物基压力传感器的传感性能,总结柔性织物基压力传感器开发、应用研究中需要解决的问题。结果表明,柔性织物基压力传感器及其结构的创新研究在智能可穿戴领域具有推动性作用。 展开更多

关键词 可穿戴 智能纺织品 压阻式 电容式 压电式 织物基压力传感器

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基于U-Net卷积神经网络的织物压力传感阵列串扰解决方法

10

作者 王小东 陈俊鹏 裴泽光 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期86-93,共8页

为解决压阻式柔性压力传感阵列中存在的异常传感单元与串扰现象导致采集到的压力数据不准确的问题,构建了具有32×32个传感单元的压阻式柔性织物压力传感阵列系统,对传感单元检测值出现异常的原因进行了分析,采用中值滤波算法对系... 为解决压阻式柔性压力传感阵列中存在的异常传感单元与串扰现象导致采集到的压力数据不准确的问题,构建了具有32×32个传感单元的压阻式柔性织物压力传感阵列系统,对传感单元检测值出现异常的原因进行了分析,采用中值滤波算法对系统获取的压力分布云图中的异常值进行处理;针对串扰现象,构建了U-Net卷积神经网络模型,采用机器学习方法对织物压力传感阵列系统生成的压力云图进行修正,设计了模型输入、输出数据集的采集方法。结果表明,经中值滤波算法处理后的压力云图的峰值信噪比处于30~40 dB之间,反映出中值滤波算法对异常值处理的效果较为理想;U-Net卷积神经网络模型训练过程中的均方根误差最终达到7.1,表明模型获得了较好的训练效果,通过与无串扰效应的柔性压力传感阵列采集的压力云图进行对比,表明U-Net模型能够有效消除串扰现象对织物压力传感阵列压力云图显示结果的影响。 展开更多

关键词 织物压力传感阵列 中值滤波 U-Net卷积神经网络 足底压力监测 串扰

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KNbO_(3)/PVDF/棉织物压电传感器的制备及其性能

11

作者 赵航 李阳 +1 位作者 侯琳 张泾龙 《合成纤维》 CAS 2024年第9期85-91,共7页

为克服无机压电传感器柔性差和有机压电材料传感性能差的缺陷,将无机压电体KNbO_(3)和有机柔性压电体聚偏氟乙烯(PVDF)复合,以舒适性良好的棉织物为基体制备出KNbO_(3)/PVDF/棉织物压电型压力传感器。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜... 为克服无机压电传感器柔性差和有机压电材料传感性能差的缺陷,将无机压电体KNbO_(3)和有机柔性压电体聚偏氟乙烯(PVDF)复合,以舒适性良好的棉织物为基体制备出KNbO_(3)/PVDF/棉织物压电型压力传感器。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线电子能谱仪对所制备材料的微观形貌和结构进行表征,研究了KNbO_(3)/PVDF/棉织物材料组分变化对压力传感性能的影响。结果表明:正交相KNbO_(3)颗粒均匀分布在PVDF中,并与棉织物基底形成稳定结合;当KNbO_(3)/PVDF/棉织物材料中KNbO_(3)质量分数为5%时具有最优的压电性能,峰值电压为3.46 V,是PVDF/棉织物的3.2倍。研究结果为织物基有机-无机复合压电传感材料的开发提供了研究思路,有助于推动柔性智能纺织材料的实际应用。 展开更多

关键词 KNbO_(3)/PVDF/棉织物 复合压电材料 柔性压电传感器

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