PEDOT:PSS在柔性压力传感器中的应用
基于金属导体或半导体等刚性材料的传统机械压力传感器虽然经过长时期的发展已经能够精确测量各个量程的压力以及压力信号。但是其体积与重量较大以及只能测量光滑平面上的压力,这无法满足现代社会对于轻薄、便携、测量复杂曲面以及特殊接触面间压力的需求。
柔性压力传感器以其超薄、低模量、重量轻、高灵敏度和可伸缩性等独特的特性而受到人们的广泛关注,其在健康监测、人机交互、可穿戴设备和智能机器人等领域具有广阔的发展前景。
聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)是一种应用广泛的导电聚合物。由于其高导电性,易于加工和生物相容性而受到了极大的关注。
2019 年 Wang [36]等人在生物医学应用的柔性基板上将掺入氧化石墨烯的 PEDOT:PSS 复合薄膜的压阻式压力传感器小型化。对于电池尺寸为 0.2 cm 的器件,PEDOT:PSS/GO 复合膜样品的灵敏度从 0.016增加到 0.428 KPa−1 ,适合生物医学应用;
2022年,某科研团队开发了具备交叉电电极(CPE)结构的 1 × 1 阵列的 PEDOT:PSS/PPy 压阻传感器,此压阻传感器具备 0.58 k/Pa 的高灵敏度和 0.74 s 的快速响应时间;
2023 年某团队设计了一种柔性导电 MXene 纳米片/PEDOT:PSS@Melamine 泡沫(MPMF),使用PEDOT:PSS 可以紧密固定 MXene 纳米片,并在它们之间构建协同导电网络,从而获得稳定而坚固的导电涂层。使用 PEDOT:PSS 可以紧密固定 MXene 纳米片,并在它们之间构建协同导电网络,从而获得稳定而坚固的导电涂层。基于相邻导电骨架之间的接触效应,所制备的 MPMF 传感器表现出优异的压阻传感性能,包括宽工作范围(高达80%压缩应变,60 KPa压力),高灵敏度(在12~60 KPa 压力范围内为 0.30 KPa−1 ),以及超过1000次压缩循环的稳定传感模式。
作为一种灵活的多用途材料,PEDOT:PSS可以发展成各种形式,并对新兴的传感应用产生了重大影响。对PEDOT:PSS在柔性压力传感器中的探索仍是一个巨大的挑战。
湖南纳昇电子科技有限公司专注于推进PEDOT:PSS材料的国产化及规模化生产。在与中南大学签署的产学研合作协议的指导下,纳昇电子致力于导电高分子材料(PEDOT:PSS)的合成改良及其应用领域的拓展。为深化技术研究与创新实践,公司与重庆大学能源与动力学院携手共建了《导电聚合物联合实验室》,旨在深入研究PDEOT:PSS材料的基础技术及其原位聚合技术。
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