豆瓣|皮肤可安装或可穿戴电子设备，越来越受到消费者的欢迎西祠胡同|微博|bbs

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皮肤可安装或可穿戴电子设备最近越来越受欢迎，因为它们在人机交互的背景下具有众多优势。一个关键的组成部分是开发灵活和可拉伸的应变传感器，当直接附着在皮肤上时，它能够检测人体运动。这一直是许多研究的重点。一系列材料和结构已被研究用作柔性和可拉伸应变传感器，包括金属薄膜、纳米粒子、纳米线、碳纳米管、炭黑和石墨烯。此外，大量的研究工作导致开发了各种具有优异性能和特性的柔性和可拉伸传感器，特别是在传感范围和测量因子方面。

在开发的柔性和可拉伸应变传感器中，受蜘蛛感觉系统启发的基于裂纹的传感器显示出非常高的灵敏度，并且具有在可拉伸基板上进行金属沉积的简单制造工艺的优点，尽管仅具有零到百分之二应变的窄感应范围。科学家在先前的研究中，讨论了一种通用的可拉伸应变传感器，该传感器利用金属层上的高密度纳米裂纹结构来克服狭窄传感范围的限制。

与之前的仿生可拉伸应变传感器类似，可拉伸应变传感器具有非常简单的结构，由涂有磁控溅射铂层的可拉伸聚氨酯膜组成，其中溅射铂层的开裂结构被控制为增加感应范围。由于其优化且高度致密的纳米裂纹结构，最终的可拉伸应变传感器不仅表现出高灵敏度，而且具有广泛的传感范围。该设计还表现出出色的线性度、高再现性和快速响应时间，可以在关节水平和皮肤水平成功测量全身人体运动。

尽管最近开发的柔性和可拉伸应变传感器的性能有所提高，但在实际应用中使用传感器方面仍然存在局限性。由外部环境条件变化引起的性能下降，尤其是湿度，是实际使用的关键障碍。因为湿度的变化对导电层的电性能有直接影响，所以额外的屏蔽过程对于在不改变电导的情况下保持传感性能是必不可少的。科学家的这项研究调查了先前开发的基于纳米裂纹结构的可拉伸应变传感器的电特性随湿度变化的变化。

该传感器还通过额外的聚二甲基硅氧烷可拉伸层进行了修改，以防止由于屏蔽效应导致的电气性能变化。聚二甲基硅氧烷屏蔽可拉伸应变传感器即使在湿度变化的情况下也表现出非常稳定的电气特性，并保持可靠的传感性能；然而，原始可拉伸应变传感器的电导根据相对湿度的变化而改变。此外，据观察，聚二甲基硅氧烷屏蔽可拉伸应变传感器甚至可以在水下应用中使用，因为它的导电组件不会暴露在外部环境中。

考虑到其可靠的传感性能和防水设计，聚二甲基硅氧烷屏蔽防水可拉伸应变传感器适用于实际应用，特别是运动监测系统。传感器的制造基于先前为可拉伸应变传感器开发的方法。首先，将热塑性聚氨酯珠粒溶解在四氢呋喃和二甲基甲酰胺的混合物中。然后，将制备的聚氨酯溶液用于通过在载玻片上旋涂制备聚氨酯膜，其中膜的厚度根据旋转速度控制。

【豆瓣|皮肤可安装或可穿戴电子设备，越来越受到消费者的欢迎】将薄膜切割成特定宽度后，使用磁控溅射法在薄膜上沉积一层薄薄的溅射铂，并用银环氧树脂。最后，在可拉伸应变传感器顶部固化一层聚二甲基硅氧烷，从而制成聚二甲基硅氧烷屏蔽防水可拉伸应变传感器。为了评估传感性能，开发了一个实验装置，包括应变应用和电导测量，同时由定制的程序控制；评估方法如下：将制造的传感器的末端连接到支架和微平移台上，通过控制微平移台的运动对传感器施加应变。