SmartMat | 用于智能可穿戴应变传感器的柔性导电聚合物复合材料
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文章信息
Kangkang Zhou, Kun Dai, Chuntai Liu, Changyu Shen. Flexible Conductive Polymer Compositesfor Smart Wearable Strain Sensors.
SmartMat 10.1002/smm2.1010.
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文章简介
柔性导电高分子复合材料（FCPCs）由导电填料和柔性高分子基体复合制备而成，FCPCs基柔性可穿戴应变传感器在人机交互、医疗健康、人体运动监控、机器人、电子皮肤等领域备受关注。研究者已经逐渐开发出高柔性、高灵敏、快响应、稳定性优异的FCPCs应变传感器。近期，随着人工智能的迅速发展，FCPCs柔性智能传感器更是展现出了极大的应用前景。郑州大学代坤教授，刘春太教授等分析并概括了FCPCs基柔性智能传感器目前面临的一些机遇和挑战。
柔性应变传感器的穿戴舒适性、环境耐受性和便携性仍是该领域的重要挑战。如附着在人体皮肤上的可穿戴式应变传感器极易受到外部环境的物理扰动和化学侵蚀，比如汗液、油渍、水、饮料和泪液等，以及洗涤和机械磨损。智能可穿戴传感器系统应具备高的环境稳定性及在磨损或洗涤条件下敏感性能的稳定性。其次，能源的供应对智能可穿戴电子设备至关重要；传统的可穿戴电子产品需要额外的电池来供能，这极大限制了它们的便携性和灵活性。为满足可穿戴设备的便携性和稳定的能量供应，自供能式柔性可穿戴应变传感器是非常有吸引力的。人体的运动形式多样化且运动形式十分复杂，仅收集单点或多重信息的可穿戴传感器对于复杂运动的分析还是远远不够的。随着人机交互和智能机器人的快速发展，人们还需要一种能够精确感知压力的运动轨迹，及感知传感器上物体形状的智能应变传感器。
总的来说，基于FCPCs的智能可穿戴应变传感器不仅需具有高的灵敏度，高的可拉伸性，和良好的物理及化学稳定性，还需拥有良好的透气性，自我保护能力和温度管理能力等，并能进行自我驱动和信息整合，这对其在运动监测、智能机器人、物联网等领域的应用是至关重要的。
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图文导读
图1. 基于FCPCs的智能可穿戴传感器：(A)透气性；(B)温度管理；(C)自我防护能力；(D)皮肤保护能力；(E)自供能；(F)舒适性
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作者简介
代坤，郑州大学，教授，博士生导师。2001年四川大学读本科，2005-2010年四川大学读博士（硕博连读，师从李忠明教授），2008-2010年在美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）Yunfeng Lu（卢云峰）教授课题组国家公派留学。河南省优秀青年科学基金获得者，中原英才计划-中原青年拔尖人才，河南省高校科技创新人才，河南省教育厅学术技术带头人。从事柔性导电高分子复合材料及其在航天中的应用、高分子加工-结构-性能关系等研究工作，在Nano Energy, ChemEng J,Carbon, ACS Appl Mater Interfaces等杂志发表相关SCI论文60余篇，主持科研项目10余项，其中主持国家自然科学基金4项。授权中国发明专利9项。Adv Mater, ACS Nano,Nano Energy等杂志审稿人。
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