基于Ecoflex/碳复合油墨的机织织物传感器和智能手套

1成果简介

本文，北京理工大学郭晓岗 副教授、Hao Wang等研究人员在《FlexTech》 期刊发表名为“The Woven Fabric Sensor and the Intelligent Glove Based on Ecoflex/Carbon Composite Ink”的论文，研究成功开发出一种基于 Ecoflex/carbon 复合油墨的织物传感器，具有优异的线性度和灵敏度，在智能可穿戴设备领域具有巨大潜力。该传感器的基底由编织物制成，具有柔韧性和透气性，是可穿戴应用的理想选择。

采用Ecoflex/碳复合油墨作为功能材料，使传感器具有良好的线性电阻变化率，并确保其稳定性。值得注意的是，由 Ecoflex/carbon 复合油墨制成的压敏层导电网络牢固地嵌入弹性基底中，而不仅仅粘附在织物表面，从而赋予压力传感器卓越的机械强度。织物传感器在广泛的应变范围（0%-100%）内表现出较高的线性电阻变化率（R2 = 0.9965），并且在 2000 次循环拉伸后仍能保持出色的耐用性。

在应用方面，智能织物传感器被集成到一个编织手套中，用于监测手指运动，以控制不同 PowerPoint 幻灯片之间的导航。这一创新应用展示了智能织物传感器在人机交互方面的实用性，特别是在增强演示和教育环境的互动性方面。这款智能手套的演示反映了传感器在可穿戴电子设备中的潜在应用，并为智能交互设备的未来发展铺平了新的道路。戴上这款智能手套，用户可以直观、自然地与电子设备互动，提高操作便利性，为创新可穿戴技术的应用开辟新的可能性。

2图文导读

图1、基于智能织物传感器的应用场景：通过手势控制 PPT 等内容。

图2、基于织物基材的传感器制造工艺示意图。

图3、传感器传感特性。

图4、智能织物传感器的弯曲和压制性能。

图5、织物传感器的应用。

3小结

总之，本研究成功开发了一种利用 Ecoflex/碳复合墨水的智能织物传感器，将 Ecoflex 的灵活性与炭黑的导电性协同作用，在织物基材上实现高效的传感能力。该传感器明显表现出异常的线性电阻变化 （R2= 0.9965），并在 0%–100% 应变范围内，并在 2000 次拉伸测试循环中表现出显着的稳定性。与现有的织物传感器相比，本研究提出的织物传感器具有制造简单、线性度高、稳定性强等优点。此外，该传感器还通过特定的制造工艺和可穿戴设备（如智能手套）实现手势控制的交互功能。本研究全面阐述了传感器的制造工艺、传感特性、弯曲和压缩下的性能及其实际应用，为智能织物传感器的进一步研究和应用提供了有价值的参考。然而，本研究中开发的织物传感器的功能相对有限，仅对拉伸力和压缩力表现出良好的电阻响应。未来的工作可以集中在开发更先进的基于织物基材的智能传感器，如多方位、多功能传感器，以进一步推动智能服装和可穿戴设备领域的发展和进步。

文献：

https://doi.org/10.1002/fle2.12010

来源：材料分析与应用