本文摘自材料分析与应用，侵删。
成果简介
多壁碳纳米管（MWCNTs）被广泛用作柔性应变传感聚合物复合材料中的功能纳米材料。由于其独特的一维结构，它们在沿某个方向排列时有望表现出高各向异性，这对提高原始聚合物复合材料的传感性能具有积极作用。本文，重庆大学科研人员在《Carbon》期刊发表名为“Magnetically induced robust anisotropic structure of multi-walled carbon nanotubes/Ni for high-performance flexible strain sensor”的论文，研究使用弱固化磁场（小于0.7T）来诱导 MWCNT 在聚合物复合材料中的自组装，以获得具有各向异性结构（MAPC）的新型柔性应变传感器。为了进一步优化综合传感性能，通过填充少量镍纳米粒子（MAPCN），利用多壁碳纳米管和导电粒子之间的协同效应，增强MAPC对拉伸应变的敏感性、快速响应和高耐久性。这些重要特性使MAPCN能够准确监测人体生理活动，并设计了一个手势识别系统来展示其在可穿戴设备中的实用价值和潜在应用前景。
图文导读
图1、应变传感器的制造过程示意图。
图2、a) 具有 2 wt% MWCNTs 的 MIPC，b) 具有 4 wt% MWCNTs 的 MIPC，c) 具有 2 wt% MWCNTs 的 MIPCN，和 d) 具有 2 wt% MWCNTs 的 MAPC，e) 具有 4 wt% MWCNTs 的 MAPC，和f) 具有2wt% MWCNTs 和 2.5 wt% 镍纳米粒子的MAPCN 在0.55 T下固化。g) MWCNTs、镍和 MAPCN 的 XRD。h) MAPC 的 XPS 和 i) MAPCN 的 XPS。
图3。a) 不同磁通密度固化的聚合物复合材料中多壁碳纳米管的自组装和排列示意图。b) 具有不同质量分数的 MWCNTs (0.5 wt%, 1 wt%, 2 wt%, 4 wt%) 的 MIPC, c) 具有 2 wt% MWCNTs 的 MAPC 在0T到0.7的不同磁通密度下固化的初始电阻T 和 d) 具有 2 wt% MWCNT和不同质量分数的镍纳米粒子（0 wt%、1 wt%、2.5 wt%、5 wt%、10 wt%）的MIPCN和MAPCN。
图4、MAPC/MIPC的电阻变化图示
图5。a) 发声，c) 食指运动的照片。b) 说话，I、II、III、IV 和 V 的阻力随时间的相对变化说明了五个词，“哦”、“嗨”、“再见”、“谢谢”和“苹果”和 d)食指运动与手指的六个弯曲角度。
图6。a) 由传感器和普通手套集成的手势识别系统的检测装置照片。b) 手指弯曲和拉直产生的电压信号。c) 友好交互界面中显示的手势识别结果。d) 手势识别手套输出的实时电信号表达 8、5、“我爱你”、10 和 1。e) 手势识别系统的照片。f) 中文手语“哪里？”的动作表达。g) 手腕摆动产生的电压信号。h) 手语翻译照片。
小结
综上所述，本文提出了一种简单有效的方法，通过弱固化磁场（小于0.7 T）诱导聚合物复合材料中MWCNTs的自组装和排列，从而获得具有各向异性结构和宽工作范围的新型柔性应变传感器。MAPCN 的卓越性能使其成为实时监测人体生理活动（包括发声、手指屈曲）的理想选择。最后，设计了一个手势识别系统，展示了其在可穿戴设备中的实用价值和潜在应用前景。
文献：
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.03.032
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