黄维院士团队《ACS Nano》：基于碳纳米管和Ti3C2Tx的高性能复合泡沫应变传感器，用于高效监测人体运动

总所周知，柔性应变传感器可有效检测来自人体的物理信号，因而在可穿戴电子设备中具有重要意义。在一系列已报导的应变传感器中，泡沫基传感器基于其轻质、透气性优异而受到更加广泛的关注。然而，此类传感器工作范围仍不够宽，同时其灵敏性还有待进一步提高。鉴于此，南京工业大学先进材料研究院的黄维院士团队报导了一种高性能的(宽的工作范围、高的器件灵敏度)的泡沫型应变传感器，其由MXene (Ti₃C₂T_X)、多壁碳纳米管(MWCNT)、热塑聚氨酯(TPU)通过简单的盐模板法制备而成(图一)。所得的TPU/MWCNTs@MXene泡沫传感器件可以提供高达约100% 的工作应变范围，同时灵敏度高达363，优于现今所报道的最先进的泡沫型应变传感器。此外，该复合泡沫材料还具有良好的透气性和接近皮肤的弹性模量，表明其作为一种可穿戴传感器拥有很高的舒适性。因此，基于上述结构与性能上的优势，该传感器可有效检测诸如人体关节运动、手指运动和声带振动等物理信息。此外，其还可用于手势识别，进而在人机交互领域展现出潜在应用前景。该成果最近以题为“High-Performance Foam-Shaped Strain Sensor Based on Carbon Nanotubes and Ti₃C₂T_x MXene for the Monitoring of Human Activities”发表于国际知名期刊《ACS Nano》上。

图3. TPU/MWCNTs@MXene复合泡沫传感器用于检测人体各种运动。