导　　师： 曾幸荣

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 近年来，可穿戴柔性应变传感器在人类活动监测、生物医学、人工智能等方面展现出了巨大的应用前景，成为当前电子材料领域研究的热点之一。特别地，柔性电阻式应变传感器（FRSS）能将外部机械刺激转化为可视化的电阻变化信号，且具有灵敏度高、信号响应快、制造成本较低、稳定性好等优点，被认为是下一代物理传感器的优选者。然而大多数已报道的传感器存在制备成本高、工艺流程繁琐、传感性能有待提升等问题，难以实现大规模的生产和应用。本论文在对传感材料和微结构进行创新设计的基础上，采用简单易行的方法制备了一系列性能优良的电阻式应变传感器，并将其应用于检测表情变化、发音、脉搏、肢体运动、呼吸和书写等各种人体活动。本论文的主要研究内容和结果包括以下几个方面：　　（1）通过浸涂法将氧化石墨烯（GO）均匀沉积在等离子体处理的聚酯织物（PETf）表面，再通过一锅还原法得到巯基化石墨烯涂覆的聚酯织物（GSH@PETf），经多层叠加封装后得到FRSS。利用扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）、拉曼光谱（Raman）、X射线衍射（XRD）和四探针仪对GSH@PETf的形貌、化学结构和导电性进行表征，探讨多层结构对传感器传感性能的影响及传感机理。结果表明，还原后GSH@PETf的表面电阻低至479.6Ω/sq，多层结构能显著提升传感器的灵敏度和检测范围。制备的应变传感器不仅实现了宽检测范围（0-200kPa）和高灵敏度（8.36kPa-1/0-8kPa），还具有较快的恢复速度（87ms）和良好的循环稳定性。此外，该传感器能准确检测出包括脉搏、身体运动和发音在内的各种人体活动，由传感器所集成的二维传感矩阵还能够实现空间压力分布的映射和识别。　　（2）首先将棉织物进行高温碳化得到碳化棉织物（CCF），随后�

关 键 词： 柔性导电复合材料 电阻式应变传感器 氧化石墨烯 结构设计 性能调控

领　　域： [一般工业技术—材料科学与工程] [电气工程—电工理论与新技术]