2022年3月20日,国际顶级期刊Advanced Materials报道了黄维院士团队开发的较高机械强度(17.6 MPa)、较高应变范围(~700%)的超强韧可伸缩导电纤维,该纤维在检测微应变和振动方面显现出卓越能力,可用于跟踪和评估与人体健康相关的微弱生理信号,从而预测和诊断疾病。

这种超坚固可扩展的导电纤维由微纤芯、导电层和外层薄封装层三层组成。其中微纤芯由新型聚氨酯聚合物(ASC)与碳纳米管(CNT)层复合而成。利用导电纤维开发的导电纤维机械传感器可承受的应变范围从0.0075%到700%以上,但重量轻到只需一根头发即可举起。值得注意的是,该传感器对外界刺激的敏感范围为0-400%,具有较高的灵敏度和重现性、超高的检测限和分辨率(25微应变),是目前报道的精度最高的纤维型柔性应变传感器。

此外,研究人员利用该导电纤维机械传感器设计了一个可穿戴的健康监测系统,可以用来检测手腕脉搏和呼吸。纤维机械传感器可以附着在人体的不同位置,采集生理信号和特征信号,如眨眼、跳跃、手指弯曲、喉咙振动等,还可以监测人体姿态,如:跑、走、跳、坐、爬楼梯、跌倒等。此外,它还可以实现对身体姿势的准确性和协调性的预测,总准确率为92.7%,在体育运动中身体协调性的跟踪方面有一定的应用前景。

文中使用的主要材料碳纳米管来自先丰纳米。

标题：Ultra-Robust and Extensible Fibrous Mechanical Sensors for Wearable Smart Healthcare

文章链接:https://doi.org/10.1002/adma.202107511