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基于长银纳米线的应变传感与电热双功能包芯纱的制备及其性能

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针对柔性应变传感器目前存在的灵敏度低、应变范围窄、反复拉伸后性能不稳定、功能单一等问题,采用预拉伸浸渍法以商用弹性包芯纱为柔性基体、水性聚氨酯(WPU)为分散剂和黏合剂、长银纳米线(AgNWs)为导电材料制备了具有应变传感与电热双功能的包芯纱.借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、数字万用表、万能试验机、菲力尔热像仪对AgNWs的晶体结构及双功能包芯纱的形貌结构、电学性能、力学性能、电热性能进行表征和分析.结果表明:当弹性包芯纱的预拉伸应变量为 30%且AgNWs的负载量为 15%时,制备的双功能包芯纱的鞘层棉纤维上形成了致密的AgNWs导电网络;在宽应变范围(0%～70%)内呈现明显的应变传感性能,灵敏度最高可达12.8,反复拉伸后的应变传感和力学性能稳定;在手指的运动监测中,手指发生小幅度和大幅度的弯曲变化,双功能包芯纱均能做出相应的电信号响应,体现了高灵敏度;5 V电压下,静态拉伸范围为 0%～50%时,双功能包芯纱的温度变化范围为 49.8～65.7℃,体现了优异的电热性能.
Strain-sensing and electrothermal difunctional core-spun yarn based on long silver nanowires

core-spun yarnpre-stretchlong silver nanowirestrain sensingelectrothermal propertysmart wearable

贾丽萍、黎明、李威龙、冉建华、毕曙光、李时伟

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武汉纺织大学 生物质纤维与生态染整湖北省重点实验室,湖北 武汉 430200

包芯纱 预拉伸 银纳米线 应变传感 电热性能 智能可穿戴

国家自然科学基金盛虹·应急保障与公共安全用纤维材料及其制品科研攻关项目中国纺织工业联合会科技指导性项目

621013912021-fx0103022022043

2023

10.13475/j.fzxb.20220808001

纺织学报
中国纺织工程学会

纺织学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.699
ISSN：0253-9721
年,卷(期)：2023.44(10)
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