程 瓊，劉 瑋，林蘭天，王 雙，許福軍

(上海工程技術(shù)大學(xué)服裝學(xué)院，上海 201620)

1008-1542(2017)05-0474-06

10.7535/hbkd.2017yx05010

碳納米管柔性應(yīng)變傳感器在智能紡織品中的應(yīng)用

程 瓊，劉 瑋，林蘭天，王 雙，許福軍

(上海工程技術(shù)大學(xué)服裝學(xué)院，上海 201620)

智能紡織品不僅擁有日常穿著的所需功能，而且兼具智能性，柔性紡織材料的選擇是當(dāng)前紡織材料研究的重點(diǎn)。在柔性材料中，碳材料是制備柔性應(yīng)變傳感器的理想材料之一。以碳納米管為柔性材料制備的柔性應(yīng)變傳感器在智能紡織品中的應(yīng)用為研究?jī)?nèi)容，從碳納米管的結(jié)構(gòu)組成、性質(zhì)及其應(yīng)用等方面，介紹碳納米管柔性應(yīng)變傳感器的研究現(xiàn)狀；從材料選擇、制備方法、性能測(cè)試及應(yīng)用等方面，闡述以碳納米管纖維和碳納米管薄膜為柔性材料制備的柔性應(yīng)變傳感器的特性和功能；從制備難點(diǎn)、生產(chǎn)成本、實(shí)際應(yīng)用效果等方面，對(duì)碳納米管柔性應(yīng)變傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行評(píng)述。研究認(rèn)為，在大應(yīng)變下具有高靈敏度將是今后碳納米管柔性應(yīng)變傳感器研究的方向。

復(fù)合材料；碳納米管；柔性應(yīng)變傳感器；智能紡織品；運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)；可穿戴

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，紡織品幾乎在人類所有活動(dòng)中都有應(yīng)用。現(xiàn)如今，紡織品不再只局限于滿足人們?nèi)粘４┲?、保暖等基本要求，人們將其與電子、計(jì)算機(jī)、信息等新興技術(shù)相結(jié)合，使紡織品獲得感知、反饋、響應(yīng)、自診斷、自修復(fù)等功能[1]。這種能對(duì)環(huán)境條件或因素的刺激有感知，并能做出適當(dāng)反應(yīng)，同時(shí)保留紡織材料、紡織品風(fēng)格和技術(shù)性能的紡織品被稱為智能紡織品[2]。目前，智能材料和高新技術(shù)的結(jié)合開發(fā)，正在將傳統(tǒng)紡織品從被動(dòng)式轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)行為，從具有靜態(tài)功能的紡織品轉(zhuǎn)變?yōu)檎故緞?dòng)態(tài)功能的產(chǎn)品[3]。因而智能紡織品理所當(dāng)然的成為了國(guó)內(nèi)外紡織領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，甚至被視為紡織產(chǎn)業(yè)的未來。

對(duì)于智能紡織品而言，傳感器是其核心部分，智能紡織品感知功能的實(shí)現(xiàn)依賴于傳感器。將傳感器與紡織材料結(jié)合制成紡織品，可以應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域，譬如生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、環(huán)境領(lǐng)域以及日常生活領(lǐng)域等[4]。如何在制備智能紡織品的同時(shí)，保留紡織品應(yīng)有的織物風(fēng)格，例如手感、柔軟、舒適等特性是開發(fā)智能紡織品的關(guān)鍵。

1 柔性應(yīng)變傳感器的研究現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的應(yīng)變傳感器大多采用金屬和半導(dǎo)體材料制備而成，它們的制備成本較低，性能較為穩(wěn)定，應(yīng)用也較為廣泛，但是，由金屬和半導(dǎo)體材料制成的應(yīng)變傳感器其應(yīng)變范圍不超過5%，靈敏度因子(gauge factor，GF)約為2，若是應(yīng)用在柔性領(lǐng)域較為困難[5-6]。在紡織領(lǐng)域中，采用金屬和半導(dǎo)體材料制備紡織品并不多見，它們無(wú)法滿足紡織品所需的柔軟性、可穿性、舒適性等要求。

柔性應(yīng)變傳感器采用柔性材料制備而成，結(jié)構(gòu)靈活，可任意彎曲、拉伸甚至折疊，具有良好的柔韌性，同時(shí)具有一定的生物相容性、可穿戴性以及可連續(xù)檢測(cè)特性[7]。由于柔性應(yīng)變傳感器具有上述優(yōu)良特性，因此得到廣泛研究并應(yīng)用于人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、電子皮膚、醫(yī)療監(jiān)護(hù)以及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)等方面[8]。例如文獻(xiàn)[9]采用層層自組裝法將導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料與氨綸紗結(jié)合，制備出了一種具有超高靈敏度，可拉伸并且耐水洗的柔性應(yīng)變傳感器。結(jié)果表明：該傳感器的GF值為39，在0.1%的應(yīng)變下，分別對(duì)人體喉嚨、脈搏等部位的微小活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，具有良好的穩(wěn)定性和可重復(fù)性,如圖1 a)和圖1 b)所示。GONG等[5]把超細(xì)金納米線制備成金納米薄膜(AuNWs film)，分別與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、柔性氯醚橡膠(Eco-flex)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、膠乳(latex rubber)等彈性基底相結(jié)合，再把這種柔性傳感器貼覆于手指，測(cè)試其彎曲運(yùn)動(dòng)時(shí)的靈敏性，如圖1 c)所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)其GF值為6.9～9.9，伸長(zhǎng)率>350%，響應(yīng)時(shí)間<22 ms，可檢測(cè)應(yīng)變范圍為0.01%～200%，具備較高的靈敏度，同時(shí)還具有較好的重復(fù)性。

圖1 柔性應(yīng)變傳感器用于人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)Fig.1 Strain sensors for human-motion detection

柔性傳感器分為柔性壓力傳感器、柔性應(yīng)變傳感器、柔性氣敏傳感器、柔性光纖傳感器4大類。其中，柔性應(yīng)變傳感器主要分為電阻型傳感器和電容式傳感器[10]。目前，在智能紡織品中，柔性可穿戴器件是研究熱點(diǎn)，柔性應(yīng)變傳感器是柔性可穿戴設(shè)備的重要組成部分。理想的可穿戴應(yīng)變傳感器應(yīng)該具有較好的柔性以及一定的彈性，并且具有較高的靈敏度、快速響應(yīng)性以及耐用、輕質(zhì)、生物相容性等特性。制備柔性傳感器需要選擇合適的材料和方法，柔性傳感器的制備過程應(yīng)該是低成本并且可擴(kuò)展的，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模和輕松的生產(chǎn)。碳材料，例如碳納米管(CNTs)、石墨烯(graphene)、碳黑(carbon black)等低維碳，因其具有一定的機(jī)械柔性、良好的導(dǎo)熱性以及出色的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，是制備柔性應(yīng)變傳感器的理想材料之一[11]。迄今為止，通過使用低維碳材料，納米線材(nano wires)、納米顆粒(nano particles)及其混合材料已經(jīng)制備了諸多的柔性應(yīng)變傳感器。其中，碳納米管因其優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性能，在柔性領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。因此，近年來基于碳納米管的柔性應(yīng)變傳感器也成了研究熱點(diǎn)。

2 碳納米管柔性應(yīng)變傳感器的研究與應(yīng)用

圖2 碳納米管結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Schematic diagram of carbon nanotubes

碳納米管是由碳原子組成的準(zhǔn)一維、中空的管狀納米材料，在1991年被日本的LIJIMA博士發(fā)現(xiàn)[12]。碳納米管可分為單壁碳納米管(Single-Wall CNTs，SWNT)和多壁碳納米管(Multi-Wall CNTs，MWNT)，如圖2所示。單壁碳納米管可以看作由單層石墨烯沿一定方向卷繞而成，而多壁碳納米管則由若干根直徑不同的單壁碳納米管同軸嵌套而成。碳納米管具有優(yōu)異的物理性能，其楊氏模量和拉伸強(qiáng)度分別高達(dá)1 TPa和100 GPa，斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到15%～30%[13]。此外，碳納米管還具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等性能，其電導(dǎo)率和載流能力分高達(dá)107S/m 和109A/cm2，熱導(dǎo)高達(dá)3 500 W/(K·m)[14]。碳納米管性能穩(wěn)定，即使在拉伸和彎曲狀態(tài)下，也能保持其原本的電學(xué)性質(zhì)，不易損壞，因此碳納米管特別適合用于制備柔性應(yīng)變傳感器。

2.1 基于碳納米管纖維制備的柔性應(yīng)變傳感器

碳納米管由于其自身獨(dú)特的組裝結(jié)構(gòu)，一直存在著碳納米管纖維和紗線2種命名并存的情況，通常情況下采用碳納米管纖維命名更為合理[15]。目前，碳納米管纖維的制備方法主要有溶液紡絲法、陣列紡絲法和浮動(dòng)化學(xué)氣相沉淀紡絲法[16]。碳納米管纖維的電阻隨著應(yīng)變的變化呈現(xiàn)規(guī)律性的變化，并且其密度較低，可以在制備過程中摻雜其他聚合物，開發(fā)出性能較好的柔性應(yīng)變傳感器。

迄今為止，在智能紡織品領(lǐng)域中，大多將柔性應(yīng)變傳感器用于人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、電子皮膚、醫(yī)療監(jiān)護(hù)以及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)等方面，而基于碳納米管纖維制備的柔性應(yīng)變傳感器在這些方面都有應(yīng)用。例如，RYU等[17]采用陣列紡絲而成的高取向碳納米管纖維，以Ecoflex為基底制備了一種超彈性柔性應(yīng)變傳感器，同時(shí)分別對(duì)碳納米管纖維以及碳納米管纖維與有、無(wú)預(yù)拉伸的Ecoflex為基底制備的傳感器進(jìn)行了靈敏性研究。結(jié)果表明：基于碳納米管纖維和無(wú)預(yù)拉伸的Ecoflex彈性基底制備的傳感器，在應(yīng)變范圍為0～200%時(shí)，GF值為0.56，當(dāng)應(yīng)變從200%增長(zhǎng)到440%時(shí)，GF值變?yōu)?7。但是，在將碳納米管纖維和經(jīng)過預(yù)拉伸的Ecoflex彈性基底結(jié)合后，其可承受應(yīng)變高達(dá)960%，在0～400%和400%～960%的應(yīng)變范圍中，GF值從0.54增大到64。此外，該傳感器在重復(fù)數(shù)萬(wàn)次拉伸下其形變依然保持穩(wěn)定。將這種超彈性應(yīng)變傳感器分別粘貼于膝關(guān)節(jié)、大腿以及五指部位，對(duì)這些部位進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該傳感器具有快速響應(yīng)、良好的穩(wěn)定性和耐久性。WANG等[18]將聚氨酯(PU)與棉混紡的包芯紗浸漬于單壁碳納米管溶液中，烘干后對(duì)這種具有高可靠性和高拉伸性的柔性應(yīng)變傳感器進(jìn)行物理及傳感性能測(cè)試，分別對(duì)PU/Cotton包芯紗進(jìn)行1次到12次的SWCNT溶液浸漬，發(fā)現(xiàn)紗線的電阻率隨著浸漬次數(shù)從1次增加到6次的過程中，由初始約480 kΩ下降到1.68 kΩ，而第7次到第12次的結(jié)果顯示電阻率不再線性下降，而是產(chǎn)生了波動(dòng)。其后，分別對(duì)浸漬8次和浸漬12次的SWCNT/PU/Cotton紗線進(jìn)行對(duì)比研究，GF值從(0.31±0.06)升高到(0.65 ±0.04)。這種復(fù)合紗線可以拉伸至300%，并且能在應(yīng)變40%以下承受約30萬(wàn)次的循環(huán)拉伸而不被損壞。于是，WANG等將這種柔性傳感器粘貼在人體的手指、肘部、腿部以及前額處,如圖3 a)所示，證實(shí)了該傳感器可以在相應(yīng)部位運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)時(shí)輸出信號(hào)，監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)。DARABI等[19]利用多次拉伸折疊的方法，將取向多壁碳納米管纖維與口香糖均勻混合，以5 mm/min的應(yīng)變速度對(duì)其進(jìn)行力電性能測(cè)試。分析應(yīng)力-應(yīng)變曲線得知，在200%的應(yīng)變之下，這種柔性傳感器的線性度遠(yuǎn)好于其他基于CNT柔性傳感器的線性度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明這種傳感器的GF值為12～25，最高能承受530%的應(yīng)變，千次循環(huán)后還保持較好的耐久性。此外，DARABI等將其應(yīng)用于脖子以及手指處，如圖3 b)所示，發(fā)現(xiàn)這種柔性傳感器可以以較高的靈敏性和快速響應(yīng)性對(duì)人體呼吸等運(yùn)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。ROH等[20]先將PU溶液與導(dǎo)電高聚物聚(3,4-乙撐二氧噻吩):聚對(duì)苯乙烯磺酸PEDOT:PSS溶液進(jìn)行混合，再旋涂成膜，然后將單壁碳納米管纖維作為中心層，PU-PEDOT:PSS復(fù)合物作為上下層進(jìn)行粘合，制備出PU-PEDOT:PSS/SWCNTs/PU-PEDOT:PSS這樣類似夾心三明治的結(jié)構(gòu)，如圖3 c)所示，最后以PDMS薄膜為彈性基底制備出一種柔性應(yīng)變傳感器。研究發(fā)現(xiàn)，PU與導(dǎo)電高聚物PEDOT∶PSS的最佳配比為60/40；當(dāng)加入單層的SWCNT時(shí)，該傳感器GF值在應(yīng)變2.5%時(shí)高達(dá)109，但是其穩(wěn)定性非常差。隨后，ROH 等對(duì)SWCNT濃度分別為1，3，5 mg/mL的傳感器進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)表明加入濃度為5 mg/mL的SWCNT，綜合性能最優(yōu)，在應(yīng)變25%時(shí)GF值為62，伸長(zhǎng)率可達(dá)100%，且其在經(jīng)受1 000次循環(huán)后還保持較好的穩(wěn)定性。最后，他們將該種柔性傳感器分別貼在人體前額、眼睛下方、嘴邊以及脖子處，在人體進(jìn)行笑、哭、說話、呼吸以及吞咽等運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，證實(shí)該傳感器可以區(qū)分人體面部的不同運(yùn)動(dòng)，如圖3 d)所示。

圖3 基于碳納米管纖維的柔性應(yīng)變傳感器及其應(yīng)用Fig.3 CNT based flexible strain sensors and their application

碳納米管纖維本身所具有的導(dǎo)電性或半導(dǎo)體特性、機(jī)電特性、熱敏性、氣敏性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。但是，碳納米管纖維均由單根碳納米管組成，其易團(tuán)聚的性質(zhì)在制備傳感器時(shí)容易造成分散不均勻，從而影響傳感器的靈敏性。因此要借助分散劑，但是如何低成本地獲得碳納米管良好的分散體系仍然是個(gè)難題。此外，在實(shí)際應(yīng)用中很難對(duì)單根碳納米管纖維進(jìn)行操縱和定位，制備定向的單根碳納米管纖維工藝比較復(fù)雜，成本也高，可控性差[21-22]。于是，近些年來碳納米管薄膜在碳納米管的應(yīng)用研究領(lǐng)域備受青睞，基于碳納米管薄膜制備的柔性應(yīng)變傳感器也層出不窮。

2.2 基于碳納米管薄膜制備的柔性應(yīng)變傳感器

圖4 基于碳納米管薄膜的柔性應(yīng)變傳感器及其應(yīng)用Fig.4 CNT films based flexible strain sensors and theirs application

碳納米管薄膜分為定向和隨機(jī)排列兩種，其中隨機(jī)排列的碳納米管薄膜因加工工藝簡(jiǎn)單、速度快、產(chǎn)量高等特性成為了碳納米管應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。碳納米管薄膜的加工方法主要有化學(xué)氣相沉積法(CVD)、溶液涂覆法、溶液過濾成膜法以及層層自組裝法。因碳納米管薄膜具備的優(yōu)良特性，許多業(yè)內(nèi)人士對(duì)其展開了深入研究，并且獲得了許多成果。例如，SUZUKI 等[23]將聚碳酸酯與氨基甲酸乙酯聚合而成的彈性橡膠材料PCU旋涂于多壁碳納米管薄膜，再將彈性模量為2～3 MPa的聚四亞甲基醚二醇-氨基甲酸酯(PTMGU)柔性材料作為彈性輔助層，與PCU/MWCNT復(fù)合物黏貼而成柔性應(yīng)變傳感器，建立了一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)的可穿戴系統(tǒng)。測(cè)試表明該傳感器可以被拉伸到200%，彈性模量為2～5 MPa，GF值>10，同時(shí)其應(yīng)力延遲時(shí)間<15 ms，具有較高的靈敏性。人體皮膚的彈性模量值約1 MPa，伸長(zhǎng)率范圍為3%～55%，該傳感器的彈性模量值和伸長(zhǎng)率均大于人體皮膚的值。于是，研究人員將這種柔性應(yīng)變傳感器與可拉伸的紡織品結(jié)合，分別做成了手套和袖套，穿戴于手指和肘部關(guān)節(jié)，如圖4 a)所示。而后對(duì)彈鋼琴時(shí)手指屈曲以及肘部關(guān)節(jié)彎曲變化產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)這種既薄又輕且易于變形的傳感器能夠良好地應(yīng)用于人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)。YAMADA等[24]研究了一種可穿戴且可拉伸設(shè)備。這種設(shè)備采用取向單壁碳納米管薄膜，與PDMS復(fù)合而成。在其受到拉伸時(shí)，碳納米管薄膜內(nèi)部產(chǎn)生間隙、島狀聚集，以碳納米管纖維束狀橋接產(chǎn)生的溝壑。這種傳感器可以經(jīng)受280%的拉伸變形，靈敏度為0.82～0.06，可以在應(yīng)變?yōu)?50%時(shí)承受萬(wàn)次拉伸而保持一定的耐久性，響應(yīng)時(shí)間不超過14 ms，該傳感器的應(yīng)變達(dá)到100%時(shí)其蠕變僅為3%。他們將這個(gè)傳感器整合到繃帶上，然后穿戴于人體喉嚨部位、五指以及膝關(guān)節(jié)，如圖4 b)所示。結(jié)果表明該傳感器具有高靈敏度，結(jié)構(gòu)易于變形而不影響其傳感性能，并且能夠很好的與人體皮膚兼容。CAI等[25]設(shè)計(jì)了一種基于碳納米管薄膜的新型電容式傳感器，這種傳感器是將兩層碳納米管薄膜平鋪于PDMS上，PET作框架固定碳納米管薄膜的周邊，在傳感器的兩端用銀膠貼上銅絲。此法制備的可拉伸應(yīng)變計(jì)能夠承受300%的應(yīng)變，靈敏度系數(shù)接近1，在應(yīng)變?yōu)?00%時(shí)循環(huán)拉伸1萬(wàn)次后，仍然保持良好的耐久性。此外該傳感器的響應(yīng)延遲時(shí)間小于100 ms，在550 nm時(shí)其透明度可以達(dá)到80%，穩(wěn)定性好，無(wú)遲滯或松弛。CAI等通過將應(yīng)變計(jì)整合到一個(gè)橡膠手套上，制成了原型數(shù)據(jù)手套，監(jiān)測(cè)手指彎曲運(yùn)動(dòng)情況，如圖4 c)所示。當(dāng)穿戴者的手指彎曲時(shí)，隨著彎曲程度逐漸增加，該傳感器能夠區(qū)分不同的彎曲程度。另外，因?yàn)樵搨鞲衅骶哂酗@著的穩(wěn)定性和可靠性，當(dāng)手指保持某個(gè)彎曲程度一定時(shí)間時(shí)，其電容保持不變。WOO等[26]將CNT與PDMS混合制成油墨，通過軟光刻復(fù)制印刷的方法制備出一種柔性應(yīng)變傳感器，在受到拉伸和壓縮時(shí)其具有高線性、可靠性和重復(fù)性。此外，該傳感器可以在各種彈性變形下穩(wěn)定地操作而不影響其性能，具有很好的穩(wěn)定性。他們將該傳感器穿戴于手指處，監(jiān)測(cè)手指在彎曲和并攏時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)這種傳感器可應(yīng)用于人造皮膚。

目前，關(guān)于碳納米管薄膜可拉伸的柔性應(yīng)變傳感器的報(bào)道已有很多，盡管在此方面已經(jīng)取得了不少研究進(jìn)展和成果，但是大多傳感器在測(cè)量大應(yīng)變時(shí)，靈敏度較低，靈敏度較高的傳感器所能測(cè)量的最大應(yīng)變相對(duì)來說還是較小。

3 結(jié) 語(yǔ)

柔性應(yīng)變傳感器在智能紡織品領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，其中柔性可穿戴應(yīng)變傳感器的發(fā)展非常迅速，可以應(yīng)用在智能電子、機(jī)器人、健康監(jiān)控、運(yùn)動(dòng)保健等方面?，F(xiàn)如今，國(guó)內(nèi)外對(duì)基于碳納米管的柔性應(yīng)變傳感器進(jìn)行了廣泛研究，但是從研究現(xiàn)狀來看還是存在諸多問題。眾多學(xué)者大多是采用將碳納米管纖維或紗線嵌入織物中，或是織入織物，抑或通過涂層織物以及碳納米管復(fù)合膜等方法來制備柔性應(yīng)變傳感器。盡管制備出的碳納米管柔性應(yīng)變傳感器，其靈敏度很高，可以有效應(yīng)用在智能紡織品中，但是對(duì)于紡織品來說，其舒適性、水洗性、耐磨性、可重復(fù)性等性能仍然需要進(jìn)一步的研究探索。此外，碳納米管柔性應(yīng)變傳感器在大應(yīng)變下保持較高的靈敏度也可以作為以后的研究方向之一。

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Application of carbon nanotubes flexible strain sensor in smart textiles

CHENG Qiong, LIU Wei, LIN Lantian, WANG Shuang， XU Fujun

(Fashion College, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China)

Smart textiles have not only the necessary functions of daily wear, but also the intelligence. The focus of the current textile materials research is the selection of flexible material. For flexible materials, carbon material is one of the ideal materials for preparing flexible strain gauges. The application of flexible strain sensor prepared by carbon nanotubes as a flexible material in smart textiles is the research content. The research status of carbon nanotubes flexible strain sensor is introduced from the aspects of the structure, properties and application. The characteristics and functions of flexible strain gages prepared with carbon nanotube fibers and carbon nanotube films as flexible materials are discussed in terms of selection, preparation method, performance test and application. At the same time, the advantages and disadvantages of the flexible strain sensor of carbon nanotubes are reviewed from the aspects of preparation difficulty, production cost and practical application effect. High sensitivity with high strain will be a key research direction for carbon nanotube flexible strain sensors.

composite material；CNTs; flexible strain sensor; smart textiles; human-motion detection; wearable

TP212.6

A

2017-07-01；

2017-09-20；責(zé)任編輯：張 軍

國(guó)家自然科學(xué)基金(51503120)；上海市揚(yáng)帆計(jì)劃項(xiàng)目(14YF1409600)；上海市優(yōu)秀青年教師培養(yǎng)項(xiàng)目(ZZgcd14016)

程 瓊(1993—)，女，江蘇宿遷人，碩士研究生，主要從事碳納米管復(fù)合材料的制備及傳感性能方面的研究。

劉 瑋副教授。E-mail：wliu@sues.edu.cn

程 瓊，劉 瑋，林蘭天，等.碳納米管柔性應(yīng)變傳感器在智能紡織品中的應(yīng)用 [J].河北科技大學(xué)學(xué)報(bào),2017,38(5):474-479.

CHENG Qiong, LIU Wei, LIN Lantian, et al.Application of carbon nanotubes flexible strain sensor in smart textiles[J].Journal of Hebei University of Science and Technology,2017,38(5):474-479.