用于智能纺织品的超灵敏、弹性传感器
如果未来的智能纺织品要生存下去，它们的组件将需要具有弹性。研究人员开发了一种超灵敏、有弹性的应变传感器，可以嵌入到纺织品和软机器人系统中。
研究人员创造了一种外观和行为都非常像 Slinky 的设计——一个由刚性金属制成的实心圆柱体，当它被图案化成螺旋形状时，它变得可拉伸。研究人员从一种刚性块状材料开始——在这种情况下是碳纤维——并以这种材料变得可拉伸的方式对其进行图案化。该图案被称为蛇形曲流，因为它的急剧起伏类似于蛇的滑行。然后将图案化的导电碳纤维夹在两个预应变的弹性基板之间。
传感器的整体电导率随着图案化碳纤维的边缘相互脱离而发生变化，类似于当您拉动两端时 Slinky 的各个螺旋线相互脱离的方式。这个过程即使在很小的应变下也会发生，这是传感器高灵敏度的关键。
与目前依赖特殊材料（如硅或金纳米线）的高灵敏度可拉伸传感器不同，这种传感器不需要特殊的制造技术，甚至不需要洁净室。它可以使用任何导电材料制成。研究人员通过用手术刀刺伤传感器、用锤子敲击传感器、用汽车碾压传感器并将其扔进洗衣机 10 次来测试传感器的弹性。传感器在每次测试中都毫发无损。
为了证明其灵敏度，研究人员将传感器嵌入到织物臂套中，并要求参与者用手做出不同的手势，包括握拳、张开手掌和捏捏动作。传感器通过织物检测到受试者前臂肌肉的微小变化，机器学习算法能够成功地对这些手势进行分类。这种袖子可用于从虚拟现实模拟和运动服到帕金森病等神经退行性疾病的临床诊断等各种应用。
该技术与众不同的另一个方面是构成材料和组装方法的低成本。研究人员正在探索如何将传感器集成到服装中，因为它提供了与人体的亲密界面。该传感器可以在一个人的一天中进行生物力学和生理测量，这在目前的方法中是不可能的。
在此处观看 Tech Briefs TV 上的传感器演示。欲了解更多信息，请联系 Leah Burrows，此电子邮件地址已收到反垃圾邮件插件保护。您需要启用 JavaScript 才能查看它。 617-496-1351。
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