一種新型噴涂裝置能將其變成可穿戴傳感器

美國普渡大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種新型噴涂裝置，以及柔性且導(dǎo)電的聚合物，利用該裝置將聚合物噴涂到任何衣服上，都能將其變成可穿戴傳感器，可用于在物理治療期間監(jiān)測(cè)人體的運(yùn)動(dòng)情況。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《ACS納米》雜志上。

新研制的噴涂裝置包含兩個(gè)腔室，每個(gè)腔室都填充了不同的化合物。這些化合物僅在噴涂過程中混合并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成聚合物。在這種反應(yīng)中形成的固體、有彈性且能導(dǎo)電的聚合物隨后會(huì)撞擊織物，成為應(yīng)變傳感器最重要的組成部分。研究人員表示，他們能以亞毫米精度以任何方式放置聚合物。

當(dāng)他們拉伸織物時(shí)，聚合物圖案，比如波浪線或螺旋形，會(huì)隨之拉伸，從而改變其電阻。研究人員在手套或護(hù)膝上噴涂一個(gè)圖案，然后通過在聚合物中通小電流并監(jiān)測(cè)其電阻的變化來檢測(cè)手或腿關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。

研究發(fā)現(xiàn)，這種方法適用于棉、羊毛和萊卡等常見織物。此外，在聚合物上添加商業(yè)織物密封劑后，這些衣服即使經(jīng)過30次洗滌，仍能繼續(xù)作為傳感器工作。

研究人員表示，這種噴涂方法可用于物理治療或其他醫(yī)療環(huán)境，在患者的衣服上添加傳感器比使用更笨重的帶有硬部件和電線的設(shè)備更實(shí)用。他們希望設(shè)計(jì)出更多化合物組成略有不同的聚合物，讓這些聚合物不僅可感知應(yīng)變，還可感知壓力、溫度或汗液中存在的化學(xué)物質(zhì)等特性。

審核編輯：彭菁