柔性压力传感器为人体运动监测或人机界面等可穿戴领域的潜在应用提供了一个有吸引力的选择。对于柔性压力传感器的发展，实现高性能或多功能是近年来流行的研究趋势，例如提高其灵敏度、工作范围和稳定性。具有多孔结构的海绵材料已被证明是开发新型和优异柔性压力传感器的潜在基材之一。然而，对于基于海绵的压力传感器，要实现从帕级到数百千帕级的大范围压力，仍然是一个巨大的挑战。如何实现机械鲁棒性仍然没有解决。
本文，中南大学Linpeng Liu等研究人员在《RSC Adv》期刊发表名为“A broad range and piezoresistive flexible pressure sensor based on carbon nanotube network dip-coated porous elastomer sponge”的论文，研究开发了一种基于多碳纳米管（MWCNT）网络涂层多孔弹性体海绵的柔性压力传感器，该传感器具有广泛的范围和强大的功能，可用于可穿戴应用。具体而言，聚氨酯（PU）海绵用作基材基质，而浸涂PU/MWCNTs复合材料用作导电层，在基材和导电材料之间实现了高度粘合效果，因此获得了巨大的机械鲁棒性优势，并且还提高了工作范围。压力传感器显示的范围高达350 kPa，而最小检测阈值低至150 Pa。在自行车或电动摩托车碾压前后，传感器具有几乎相同的响应，表现出极大的鲁棒性。
图文导读
图1、 海绵式压力传感器的制备程序和工作机理。
图2、 基于海绵的压力传感器的性能和特点
图3、 基于海绵的压力传感器的动态响应
图4、 基于海绵的压力传感器的可穿戴应用。
图5 、基于海绵的压力传感器的稳健性测试。传感器在自行车或摩托车滚动之前在实验室施加的压力下进行测试，然后在相同的施加压力下重新测试实验室，以比较传感器在重载前后的响应。
小结
综上所述，本文报告了一种高效且低成本的浸涂方法，用于制造柔性压阻式海绵压力传感器。凭借多孔结构，由于导电路径在外部刺激下的巨大变化，可以提高灵敏度。该传感器与海绵基材和导电复合材料中使用的材料相同，具有出色的坚固性和广泛的工作范围。因此，传感器不仅可以抵抗自行车的挤压，还可以抵抗摩托车的挤压，同时监测人体运动，如行走、跳跃或手指触摸也是其潜在的应用。
文献：
https://doi.org/10.1039/D2RA06487A
13621797580