碳纳米管/石墨烯/水性聚氨酯/纤维素纳晶复合气凝胶的制备及其高灵敏压力传感器应用

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针对可穿戴电子产品对高灵敏度、低成本、宽响应范围柔性压阻传感器的迫切需求，采用溶液混合与冷冻干燥技术制备了碳纳米管(CNTs)/石墨烯/水性聚氨酯(WPU)/纤维素纳晶(CNC)复合气凝胶(CNTs/石墨烯/WC)用于高性能压力传感。以WPU和CNC构建三维骨架结构，CNTs与石墨烯的协同效应有效增强了传感性能。所制备的压力传感器具有高孔隙率网络结构、优异的机械性能(压缩强度76.16 kPa)、高灵敏度(0.25 kPa⁻¹)、超低检测限(0.112 kPa)和高循环稳定性(>800次循环)。该压阻传感器可有效检测手指弯曲、下蹲起立、行走、跑步等多种人体运动，并通过电信号实时提取运动信息。此外，复合气凝胶具有优异的隔热性能，可在160 °C高温环境下长期工作而不损伤结构。CNTs/石墨烯/WC复合气凝胶兼具高灵敏传感性能和卓越隔热性能，使其在高温环保监测、可穿戴健康监测等领域具有广阔应用前景。

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