青岛大学《Nano Energy》：一种具有防水抗菌活性的三维可穿戴压阻传感器，用于多模态智能传感

成果简介

随着3D可穿戴压阻传感器的快速发展，高灵敏度、优异的稳定性和快速响应逐渐得到满足。然而，对可穿戴电子产品至关重要的防水和抗菌性能等先进参数没有得到足够的重视。本文，青岛大学曹明惠副教授团队在《Nano Energy》期刊发表名为“3D wearable piezoresistive sensor with waterproof and antibacterial activity for multimodal smart sensing”的论文，研究利用石墨烯、银纳米粒子（Ag NPs）、聚氨酯（PU）和热塑性聚氨酯（TPU）制备了一种具有防水抗菌活性的三维可穿戴压阻传感器。

这款3D TPU@rGO-Ag NPs@PU传感器具有有竞争力的传感性能，实现了卓越的灵敏度（GF.max=152.97kPa-1）、可靠的动态稳定性（超过 10，000 次循环）、快速响应/恢复时间（50 ms/40 ms）和令人满意的灵敏度保持 （~90%）。此外，该传感器还具有出色的防水性和高抗菌活性（>99.9%），为实现可穿戴设备提供了充足的便利。此外，该传感器可以捕获指纹习惯，打字强度和打字速度，克服了密码认证系统的安全性缺陷，提高了信息的安全性。这种3D压阻式传感器在多模态智能传感领域显示出巨大的潜力，为开发智能可穿戴传感器和未来广泛的商业应用提供了机会。

图文导读

图1.3D可穿戴多功能压阻式传感器的制备及应用示意图.

图2.（a-c）rGO@PU，（d-f）rGO-Ag NPs@PU和（g-i）TPU@rGO-Ag NPs@PU的材料和结构。

图3.压阻式传感器的传感性能表征。

图4.抗菌活性测试

图5.这种高灵敏度3D传感器在检测人类日常活动方面的各种应用

图6.这种基于TPU@rGO-Ag NPs@PU的3D传感器在提高信息安全性方面的智能应用。

小结

综上所述，本文开发了一种简单且低成本的多层压阻式传感器。该传感器的卓越性能和多模态智能应用为新一代可穿戴电子产品的发展奠定了基础。

文献：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108492