导电水凝胶微纤维的微流控制备及应变传感性能研究

作者：杨益敏,汪伟

摘要：以聚乙烯醇(PVA)为柔性基材,选用具有优良导电特性的聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT-PSS)和氯化锂(LiCl)作为导电材料,应用微流控技术可控产生的喷射液流为模板,通过快速界面交联反应连续可控制得PVA/PEDOT-PSS导电水凝胶微纤维,研究了PVA/PEDOT-PSS导电水凝胶微纤维的结构与性能。结果表明:PVA/PEDOT-PSS导电水凝胶微纤维表面光滑、致密,其直径约为435μm,内部为三维多孔结构;PEDOT-PSS质量分数为0.5%的PVA/PEDOT-PSS导电水凝胶微纤维的拉伸强度最大,该纤维未经含LiCl的乙二醇/水(EG/H 2O)溶液浸泡的断裂应变约368%,拉伸强度为1.27 MPa,而经含LiCl的EG/H 2O溶液浸泡过的断裂应变升至约454%,拉伸强度升至2.51 MPa;经含LiCl的EG/H 2O溶液浸泡的PEDOT-PSS质量分数为0.5%的PVA/PEDOT-PSS导电水凝胶微纤维,具有较宽的应变传感检测范围(应变可达300%),能快速(响应时间约180 ms)、灵敏(0~150%应变时灵敏度系数为1.88,150%~300%应变时灵敏度系数为3.00)、重复、稳定地检测外力拉伸作用下的应变变化,实现对人体不同部位运动的实时灵敏检测。

发文机构：四川大学化学工程学院

关键词：微纤维聚乙烯醇聚(34-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)氯化锂微流控导电水凝胶应变传感模板制备结构性能microfiberpolyvinyl alcoholpoly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate)lithium chloridemicrofluidicconductive hydrogelstrain sensingtemplate preparationstructureproperty

分类号： TQ342+.8[化学工程—化纤工业]